强子对撞所释放的能量

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一旦LHC开始运行,将产生出能量极为强大的质子束流。约有7000块磁铁被液态氦冷却到绝对温度-273K。维持在超导状态运行,引导并聚焦着两个质子束流。质子束流的速度可达光速的

99.9999991%。每个质子携带的能量将达到7万亿电子伏特,相当于质子静止质量所含能量的7000倍(参照爱因斯坦质能转换公式E = mc2)。目前最高能量记录保持者,是美国费米从事的实验室,达到万亿电子伏特正负质子对撞机。而大型强子对撞器所产生的质子能量,将是费米记录的7倍。而且根据设计参数,其产生的束流强度(也称亮度),将是万亿电子伏特正负质子对撞机束流的40倍。当它以最高能量状态满负荷运转时,在巨型圆环中绕行的所有粒子携带的总能量,大约相当于900辆时速100公里的小轿车所具有的总动能。

LHC不仅是世界上功能最强大的粒子加速器,也是世界上规模最大的机器,人力、物力投资和预期的科研成果,都跻身于“超大型科学实验”排行首位。LHC的研发,使一向低调的欧洲粒子物理研究中心备受关注:如此大型的实验机器,其意义究竟何在?用斯蒂芬-霍金的话来回答:“这项试验将宣布物理学上一个新的黄金时代即将到来。”

物理学家希望借由加速器对撞机来帮助他们解答下列的问题:(1)当重子的质量被更精确的测量时,标准模型是否仍然成立的?(2)粒子是否有相对应的超对称(SUSY)粒子存在?(3)为何物质与反物质是不对称的?(4)有更高维度的空间存在吗?(5)我们可以见到这启发弦论的现象吗?(6)宇宙有96%的质量是目前天文学上无

法观测到的,这些到底是什么?(7)为何重力比起其他三个基本作用力(电磁力,强作用力,弱作用力)差了这么多个数量级?

型强子对撞机(LHC),要让两束运动方向相反的粒子流,进行正面加速后猛烈碰撞。其碰撞所释放的能量相当于一辆重400吨的火车,以每小时200公里的速度前进时所具有的能量。质子彼此撞击能产生出14万亿电子伏特的高能粒子,相当于费米纪录的7倍。

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