粒子 人类有史以来建造的最复杂机器
一起来看看这台人类有史以来建造的最复杂机器——
文章插图
欧洲大型强子对撞机是现在世界上最大、能量最高的粒子加速器,是一种将质子加速对撞的高能物理设备,英文名称为LHC。LHC是人类迄今建造的最大最复杂的科学设备,它的建设历时15年,耗资52亿美元。
文章插图
大型强子对撞机坐落于日内瓦附近瑞士和法国的交界侏罗山地下100米深·总长27.2公里(含环形隧道)的隧道内。2008年9月10日,对撞机初次启动进行测试。
文章插图
大型强子对撞机是世界上最大、能量最高的粒子加速器,来自大约80个国家的7000名科学家和工程师。由40个国家建造。是一种将质子加速对撞的高能物理设备。
文章插图
为了节省成本,物理学家们没有开凿一条昂贵的新隧道来容纳新的对撞机,而是决定拆掉原来安置在欧洲原子核研究中心的正负电子加速器,代之以建造大型强子对撞机所需要的5万吨设备。
文章插图
LHC包含了一个圆周为27公里的圆形隧道,因当地地形的缘故位于地下50至150米之间。这是先前大型电子正子加速器所使用隧道的再利用,隧道本身直径三米,位于同一平面上,并贯穿瑞士与法国边境,主要的部分大半位于法国。
文章插图
虽然隧道本身位于地底下,尚有许多地面设施如冷却压缩机,通风设备,控制电机设备,还有冷冻槽等等建构于其上。
文章插图
加速器通道中,主要是放置两个质子束管。加速管由超导磁铁所包覆,以液态氦来冷却。
管中的质子是以相反的方向,环绕着整个环型加速器运行。除此之外,在四个实验碰撞点附近,另有安装其他的偏向磁铁及聚焦磁铁。
文章插图
大型强子对撞机利用数千个种类不同,型号各异的磁体,给该加速器周围的粒子束指引方向。这些磁体中包括15米长的1232双极磁体和392四极磁体,1232双极磁体被用来弯曲粒子束,392四极磁体每个都有5到7米长,它们被用来集中粒子流。
文章插图
在碰撞之前,大型强子对撞机利用另一种类型的磁体“挤压”粒子,让它们彼此靠的更近,以增加它们成功相撞的机会。这些粒子非常小,让它们相撞,就如同让从相距10公里的两地发射出来的两根针相撞一样。
文章插图
【 粒子|人类有史以来建造的最复杂机器】2008年9月19日,LHC第三与第四段之间,用来冷却超导磁铁的液态氦,发生了严重的泄漏,导致对撞机暂停运转。最终,这次故障导致LHC停止运行14个月,直到2009年11月它才又重新开始运转。
推荐阅读
- 哥伦比亚大学 人类是否能够再造个地球环境,进行移民,生物圈2号告诉我们还是洗洗睡吧
- 文明 未来,月亮逃离地球,人类文明还有继续的可能吗?
- 地球 如果太阳燃烧完了,人类该如何生存?《方舟生存进化》为你解答
- 半径 地球半径每秒向外扩张一厘米,人类会怎么样,看完真庆幸。
- 银河系 曲速引擎或能让人类飞出银河系,为何现在却无人研究?
- 粒子 死亡可能只是一种幻觉:我们一直生活在平行宇宙中
- wikipedi重测人类发现的首个黑洞,质量比之前的观测值更大了
- 地球 好奇号传回自拍照,火星真实面貌再现,人类能在上面“扎根”?
- 暗淡蓝点 这张在64亿公里之外拍摄的照片,刷新了人类对地球的认知
- 登月 人类被高级文明“囚禁”了旅行者1号无法冲破太阳系边缘屏障