它已经发现了“上帝粒子”。下一个可能是暗物质粒子。
大型强子对撞机 (LHC) 在离线三年多后又回来了。
自 2010 年粉碎第一个粒子以来，大型强子对撞机已经带来了物理学上一些最重大的发现。以下是您需要了解的有关这台大型机器的所有信息、它自 2018 年以来一直处于停机状态的原因以及它接下来可能带来的突破。
大型强子对撞机是一个粒子加速器，一个让粒子移动得非常非常快的机器。全球有成千上万的粒子加速器，但大型强子对撞机是最大和最强大的。
虽然一些粒子加速器是线性的，但 LHC 是一个圆管。管外的数以千计的磁铁将管内的粒子束引导到越来越快的速度——我们说的速度还不到光速。
欧洲核子研究组织 (CERN) 与来自 100 多个国家的科学家合作，在法国和瑞士边境下方的地下隧道中建造大型强子对撞机，它体量巨大，周长 17 英里，直径 5 英里.
这个尺寸有助于加速。圆形粒子加速器的角度越尖锐，高速控制其中的粒子束就越困难。更大的圆圈意味着更平缓的弯曲和更少的粒子飞离航线的机会。
LHC 的直径为 5 英里。信用：欧洲核子研究组织
不过，大型强子对撞机不仅仅是一个粒子加速器——它还是一个粒子对撞机。
这意味着科学家可以在 LHC 周围和周围以相反的方向发射两束粒子束，然后在达到目标速度后将它们相互粉碎。这甚至是可能的事实使 LHC 成为工程奇迹。
欧洲核子研究中心写道： “这些粒子是如此之小，以至于使它们发生碰撞的任务就像以如此精确的距离发射两根针相距 10 公里，以至于它们在中途相遇。 ”
LHC 的碰撞发生在探测器内部，探测器位于加速器周围的不同点。这些探测器记录碰撞过程中产生的所有粒子的数据，例如它们的速度和质量。然后，科学家们使用这些数据来重建碰撞。
这可以更好地理解亚原子世界是如何运作的，甚至可以发现新粒子——最著名的例子是 2012 年发现的希格斯玻色子，有时也被称为“上帝粒子”。
计算机模拟碰撞产生希格斯玻色子。信用：卢卡斯泰勒/欧洲核子研究中心
在 1960 年代，物理学家提出粒子只有在与整个宇宙中发现的不可见力场(希格斯场)相互作用后才会获得质量。
确认该场的存在以及与之相关的粒子(希格斯玻色子)对于确认粒子物理学标准模型至关重要，这是目前对宇宙由什么构成以及其基本组成部分如何相互作用的最佳解释。
60 年代的科学家预测了希格斯玻色子的样子，但直到 2012 年的大型强子对撞机实验才最终观察到与他们的预测相符的粒子，从而为提出希格斯玻色子的科学家赢得了诺贝尔物理学奖。
2018 年 12 月，大型强子对撞机进入中断状态，以便研究人员可以升级和维修其加速器和探测器，并为机器添加新的实验。4 月 22 日，这一中断随着欧洲核子研究中心再次重启大型强子对撞机而结束。
“大型强子对撞机本身……现在将以更高的能量运行，并且由于喷射器综合体的重大改进，它将为升级后的大型强子对撞机实验提供更多数据，”欧洲核子研究中心加速器和技术主任迈克·拉蒙特说。
自 2018 年以来，大型强子对撞机发生了很多变化。图片来源：CERN
接下来的几个月将用于为大型强子对撞机的第三轮实验做准备——这将包括对希格斯玻色子的更多研究，以及研究人员希望揭示另一种难以捉摸的粒子：构成暗物质的粒子的实验。
“当这是一个星光灿烂的夜晚，你抬头仰望天空，你所看到的一切都只是外面的 5%——另外 95% 仍然不被理解，”CERN 运营主管 Rende Steerenberg告诉大众力学. “如果我们能找到这种暗物质是什么的线索，或许还能找到暗物质粒子，那就太好了。”
