欧洲大型强子对撞机完成升级，再启动探索全新粒子

欧洲大型强子对撞机在法国境内地下的部分设备。（Shutterstock）

经过三年的整修和升级，6月5日，欧洲核研究组织（CERN）的大型强子对撞机（LHC）终于完成了升级，将在未来四年内以更高的功率和敏感度探索全新的粒子。

大型强子对撞机并非普通意义上的一台机器，它是有一座城市那么大规模的一个试验设施，位于日内瓦附近、埋在瑞士和法国交界处地下300英尺深的地方，里面供粒子束加速和传播的环形隧道长达17英里。

CERN是至今运营时间最长、有着最广泛合作的国际项目之一，目前共有23个成员国和7个准成员国。大型强子对撞机是该组织的旗舰设施。LHC使用超导体磁铁把由质子和其它粒子构成的粒子束在隧道内加速至接近光速，并与反向传播的粒子束对撞。隧道的周围有好几个大规模的设备，负责探测这些高能粒子撞击后的粒子产物。

2012年，科学家从这个设施进行的试验中发现了希格斯玻色子（Higgs boson）。这种粒子能够给予物质质量，从而产生原子、分子等各种基础粒子，就像造出了万物一样，因此被戏称为“上帝粒子”。这项发现于2013年获得了诺贝尔物理奖。

CERN粒子光束部门负责人伦德·斯泰伦伯格（Rende Steerenberg）告诉华尔街日报（WSJ）：“希格斯玻色子的发现是一座圣杯般的成就。现在，我们要争取下一座圣杯——暗物质粒子。”

自2003年起就在CERN工作的芝加哥大学（University of Chicago）物理学家大卫·米勒（David Miller）介绍说，在这三年里，该设施内向隧道发射粒子束的磁铁和发射器，以及粒子探测器和数据采集系统全都进行了升级。

米勒说这次的升级不仅将增加科学家能探测到的粒子对撞的次数，而且存储试验数据的速度更快，试验的敏感度将上一个台阶。

米勒说：“为了安全运行这个设施（工作人员）付出了大量的时间和努力，不是为了人类的安全，是为了保证试验的运作不会损害这部机器。要知道，试验所用的高能粒子束的能量很大，有点儿像火箭发射。”

升级完成后，世界上1.2万多位科研工作者已经在使用这部机器开展新的研究。暗物质是现在天文学主流认知框架内一个重要组成部分，可是至今科学家都不知道暗物质到底是由什么基础粒子构成的。这次大型强子对撞机升级完成后，大量科学家都在期待很快它能有新的发现。

这项设施将在四年后再次停止工作，进行下一次的升级。