世界上最大的粒子加速器经过三年的休息以增加其功率，大型强子对撞机(LHC)再次正式启动。上周五，质子束在位于法瑞边境的长隧道中再次开始循环。接下来的几个月(最终)会是大型强子对撞机产生“新物理学”的那些月吗?

大型强子对撞机于 2010 年投入使用，将质子(构成原子核的两种粒子之一)加速到非常接近光速的速度，并使它们相互碰撞。巨大的探测器被放置在发生碰撞的地方，以捕捉所有由此产生的“碎片”——由于这些“碎片”本身就是亚原子粒子，这使得研究物质在无限小和非常大的能量下的行为成为可能. 正是这种碰撞在周五再次开始。它们目前出现在相对较低的能量下，但这些将逐渐增加，直到它们达到定于 6 月开始的“官方”实验所需的水平。

大型强子对撞机已经有一个储备充足的“狩猎名单”，这仅仅是因为它的设施中存在着希格斯玻色子，这是著名的“上帝粒子”，它为物质提供了质量，在 40 多个多年的努力。然而，尽管在那里产生了大量数据，但 LHC 迄今为止大多证实了物理学家所说的“标准模型”，粗略地说是粒子物理学和基本强度中已知的所有信息的总和。然而，我们知道标准模型是非常不完整的——例如，它没有为暗物质和暗能量提供任何解释，尽管它们构成了宇宙的大部分。所以一定有“新物理”存在于标准模型之外，

那么刚刚开启的大型强子对撞机第三运行阶段“Run 3”会是正确的吗?Le Soleil与麦吉尔大学粒子物理学研究员 Brigitte Vachon 讨论了这个问题，他是 ATLAS 实验的一部分，该实验是 LHC 探测器之一。

太阳：从大型强子对撞机开始，就一直计划将功率从一次“运行”增加到另一次。但是，如果我们从一开始就知道在 13.6 太电子伏特(TeV，运行 3 期间将达到的能量)发生碰撞是可能的，那么为什么在运行 1 期间从 6.5 TeV 开始呢?为什么不立即尝试 13.6 TeV?

Brigitte Vachon： LHC 最初的设计目的是在 14 TeV 发生碰撞，但 LHC 是一台独特的机器，我们确实处于技术的最前沿。我们一直在做以前从未做过的事情，所以我们必须学习如何操作这台机器。因此，在第 1 次和第 2 次运行期间，我们试图在一方面快速获得结果的愿望与另一方面损坏基础设施的技术风险和因此遭受长时间维修的技术风险之间取得最佳折衷。(……)

限制能量达到的主要是偶极磁体，它们沿着 27 公里的隧道引导质子束。这些磁铁中有 1,232 个需要“训练”[注意：通过反复通过它们的电流，我们可以改变它们的物理特性]，这是一个需要几个月的过程。这些磁铁是由几个不同的供应商制造的，所以它们并不完全相同。我们现在知道，有些磁铁的内存比[注：有点像旧的可充电电池，如果在充电前没有完全放电就会失去容量，这些磁铁可以在一定时间内保持物理特性。它们获得由于通过它们的强大电流]，那么他们需要更多的培训才能达到 14 TeV。因此，我们决定从 13.6 TeV 开始，而不是多花几个月的时间。

LS：到目前为止，大型强子对撞机已经基本确认了标准模型。我们知道为什么吗?仅仅是权力的问题吗?

BV： 不，事实上，根据定义，新发现是无法预测的。因此，我们将在接下来的几个月，接下来的几年中看到我们的发现，但 Run 3 仍然会有很多新事物。当然，我们将达到仍然无与伦比的能量——而不是巨大的利润，比 Run 2 多 5%，但它仍然打开了新的大门。但也会产生创纪录的数据量，因为我们将把碰撞率提高 50%，并且我们将采用一种称为光照平衡的新方法。在这个过程中，LHC 将能够不断调整光束的大小和交叉角，以便进行连续碰撞。这将产生比我们以前更多的数据。

最近其他实验室的标准模型中已经出现了几个裂缝，并且由于有这么大量的数据，我们将能够跟进这些结果。

LS： 除了“新物理学”，大型强子对撞机是否还在寻找其他东西?

BV： 除了发现新粒子之外，确实还有其他提升知识的方法，比如首次观察极其罕见的反应。标准模型预测了很多，但从未被观察到，因为它们非常罕见。有了我们比以前更丰富的数据，在这里我们谈论的是两倍，我们将能够尝试看到它们。