大型强子对撞机回归

罗睿

世界上最大的粒子对撞机正准备以前所未有的力度粉碎原子。
在三年的定期维护、升级和疫情延误之后，大型强子对撞机 (LHC) 正准备启动其第三个也是迄今为止最强大的实验期。
专家告诉 Live Science，如果从本月开始的所有初步测试和检查进展顺利，科学家们将在 6 月开始实验，并在 7 月底缓慢提升到全功率。
中目标是找到右旋中微子。大目标是找到构成暗物质的粒子。终极目标是解释为什么宇宙存在。(为什么没有小目标？罗老师别这样.gif)
“最初计划为期两年但由于 COVID-19 而延长一年的所谓长期停机2阶 的完成，提供了部署无数预防性和纠正性维护操作的机会，这些操作是需要运行这样一台 27 公里长 的复杂机器必要手段。”操作大型强子对撞机的欧洲核研究组织 (CERN) 的物理学家 Stephane Fartoukh 告诉 Live Science。
自 2008 年以来，大型强子对撞机以令人难以置信的速度将原子粉碎在一起以寻找新粒子，发现了希格斯玻色子。
在即将到来的第三次运行中，对撞机的升级能力将专注于探索标准模型中粒子的特性，包括希格斯玻色子，以及寻找暗物质的证据。
除了其他任务，大型​​强子对撞机最大的粒子探测器 ATLAS 实验将试图回答一个困扰科学家数十年的问题：为什么迄今为止探测到的所有中微子都是左撇子？
大多数粒子都分左右手性——它们描述了粒子如何旋转和移动。
理论上，右旋中微子应该存在，但根据费米实验室的说法，没有人发现过难以捉摸的右旋中微子、左旋反中微子或普通中微子的反物质双胞胎。
“我很高兴有机会再次获得数据，看看在不同的搜索中能找到什么。”CERN 物理学家、ATLAS 合作组织的教育和外展协调员、瑞典乌普萨拉大学副教授 Rebeca Gonzalez Suarez 告诉活科学。 “说不定里面会有惊喜呢。”
即将到来的 LHC 运行还将引入两个新的物理实验：散射和中微子探测器 (SND) 和前向搜索实验 (FASER)。
FASER 将使用距离碰撞地点 480 米 的探测器进行 ATLAS 实验，目的是收集未知的奇异粒子，这些粒子可以在衰变成可探测粒子之前长距离传播——例如，潜在的弱相互作用的大质量粒子几乎没有与物质相互作用，可以构成暗物质。
FASER 的子探测器 FASERν 和 SND 将旨在探测高能中微子，这些中微子已知在碰撞地点产生但从未被探测到。这样的检测将帮助科学家比以往任何时候都更详细地了解这些粒子。
他们还可能解决另一个难题。在宇宙的开端，应有等量的物质和反物质。从理论上讲，这意味着他们应该在接触时彼此湮灭，什么都没有留下。但显然，我们的宇宙存在并且主要是物质的。
“这两个实验试图解决物理学中一些最大的难题，例如暗物质的性质、中微子质量的起源以及当今宇宙中物质和反物质之间的不平衡。”
最新升级使大型强子对撞机更加强劲——高达 6.8 太电子伏的能量，之前是6.5 太电子伏——这可以让大型强子对撞机发现新型粒子。
LHC 还将更频繁地运行，提高数据产生效率。
LHC 的探测器升级将使其仪器能够收集有关这种新能源制度的高质量数据。虽然大型强子对撞机实验每秒将提供数 TB 的数据，但只有一小部分可以保存和研究。
因此，欧洲核子研究中心的科学家们改进了自动化系统，该系统首先处理数据并选择最有趣的事件进行保存。
“[LHC] 每秒产生 17 亿次碰撞。保留所有数据是不可能的，因此我们需要制定策略来选择我们认为有趣的事件，”Gonzalez Suarez 告诉 Live Science。 “为此，我们使用硬件的特定部分在看起来很有趣时发送信号。”
第三轮计划将持续到 2025 年底。科学家们已经在讨论在 LHC 的高亮度阶段第三轮之后实施的下一轮升级，这将进一步增加同时碰撞和能量的数量，并提高 仪器灵敏度。
https://www.sciencealert.com/the ... orm-new-experiments