大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)已成為宇宙中溫度最低的地區(qū)之一
強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的所有8個(gè)組成部分現(xiàn)已被冷卻到1.9開(kāi)氏溫度(零下271攝氏度)這一操作溫度，低于外太空溫度。
據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，經(jīng)過(guò)冷卻后，備受關(guān)注的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)已成為宇宙中溫度最低的地區(qū)之一。強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的所有8個(gè)組成部分現(xiàn)已被冷卻到1.9開(kāi)氏溫度(零下271攝氏度，零下456華氏度)這一操作溫度，低于外太空溫度。
大型磁鐵能夠彎曲強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)周圍的粒子束，它們利用液態(tài)氦幫助對(duì)撞機(jī)保持這一絕對(duì)低溫。強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)位于法國(guó)-瑞士邊境地下一條27公里長(zhǎng)的環(huán)形隧道內(nèi)，磁鐵則被從頭至尾置于隧道之中。據(jù)悉，對(duì)撞機(jī)將于11月下旬重啟，對(duì)其進(jìn)行冷卻是重啟前的一個(gè)重要步驟。
2008年9月19日，由于所謂的磁鐵“熄滅”導(dǎo)致一公噸液態(tài)氦滲入隧道，大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)被迫關(guān)閉。液態(tài)氦泄露事故發(fā)生后，對(duì)撞機(jī)必須進(jìn)行加溫以達(dá)到進(jìn)行維修需要的溫度。大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)是有史以來(lái)研制的功率最大的物理學(xué)設(shè)備，能夠重建大爆炸之后的宇宙初期形態(tài)，由位于日內(nèi)瓦的歐洲核子研究組織負(fù)責(zé)操作。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，兩個(gè)質(zhì)子束將被導(dǎo)入穿過(guò)磁鐵的管道內(nèi)。在環(huán)形隧道內(nèi)，質(zhì)子束將以接近光速的速度以相反方向飛行。在隧道周圍指定的點(diǎn)，攜帶巨大能量的質(zhì)子束相遇并發(fā)生碰撞。科學(xué)家希望在撞擊產(chǎn)生的碎片中發(fā)現(xiàn)新的粒子，以便從根本上加深對(duì)宇宙本質(zhì)的了解。
大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的操作溫度接近零下273.15攝氏度這一絕對(duì)零度，絕對(duì)零度是可能達(dá)到的最低溫度。相比之下，外太空遙遠(yuǎn)區(qū)域的溫度大約在2.7開(kāi)氏溫度(零下270攝氏度 ，零下454華氏度)左右。
在設(shè)計(jì)上，強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)采用的磁鐵具有超導(dǎo)性，能夠讓電流通過(guò)時(shí)遭遇的阻力降為零，進(jìn)而將能量損失降至最低。為了具有超導(dǎo)性，磁鐵必須被冷卻到相當(dāng)?shù)偷臏囟取３鲇谶@個(gè)原因，對(duì)撞機(jī)采用了一個(gè)復(fù)雜的低溫線路系統(tǒng)并利用液態(tài)氦作為制冷劑。迄今為止，還沒(méi)有如此大規(guī)模的粒子物理學(xué)研究設(shè)備在如此低溫條件下運(yùn)行。
在質(zhì)子束繞27公里長(zhǎng)的隧道運(yùn)行前，工程師必須測(cè)試對(duì)撞機(jī)的新熄滅保護(hù)系統(tǒng)，同時(shí)進(jìn)行磁鐵供電測(cè)試。目前，質(zhì)子束已經(jīng)被送到大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)“門(mén)前”。據(jù)悉，將一個(gè)低強(qiáng)度質(zhì)子束導(dǎo)入對(duì)撞機(jī)最短需要一周時(shí)間。對(duì)質(zhì)子束的測(cè)試只涉及對(duì)撞機(jī)自身組成部分，而不是整個(gè)環(huán)形隧道。
官員們計(jì)劃在11月下旬讓一個(gè)質(zhì)子束繞對(duì)撞機(jī)環(huán)形隧道運(yùn)行。在此之后，工程師將進(jìn)行低強(qiáng)度質(zhì)子束對(duì)撞實(shí)驗(yàn)，為科學(xué)家提供他們獲得的第一手?jǐn)?shù)據(jù)。質(zhì)子束的能量隨后將被提高以進(jìn)行第一次高能對(duì)撞。所有這些標(biāo)志著大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)研究計(jì)劃正式啟動(dòng)。高能對(duì)撞預(yù)計(jì)于12月進(jìn)行，但據(jù)歐洲核子研究組織公關(guān)部負(fù)責(zé)人詹姆斯·吉利斯透露，對(duì)撞時(shí)間很有可能推遲至2010年1月。
吉利斯博士表示，對(duì)這個(gè)加速器進(jìn)行操作是一件非常細(xì)致的工作。“在對(duì)質(zhì)子束進(jìn)行加速的同時(shí)，你不得不因它們之間的距離而深深感到擔(dān)憂。而等到希望它們進(jìn)行碰撞時(shí)，你又希望它們盡可能靠得近一些。”他指出：“如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，你就可能失去質(zhì)子束。整個(gè)過(guò)程需要一段時(shí)間才能趨于完美，在此之后，你所要做的就是等待碰撞發(fā)生。我們可以這樣理解對(duì)撞機(jī)最后控制元件與碰撞點(diǎn)之間的距離，有點(diǎn)像位于大西洋兩岸的兩根織針進(jìn)行碰撞。”
官員們計(jì)劃在圣誕節(jié)和新年假期進(jìn)行短暫休整，屆時(shí)實(shí)驗(yàn)室將關(guān)閉。雖然管理人員已就如何在這段時(shí)間內(nèi)完成相關(guān)工作進(jìn)行討論，但吉利斯表示后勤保障是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作。促使作出冬季關(guān)閉決定的主要因素是工人合約，合約問(wèn)題需要重新進(jìn)行談判。
官員們表示，早期預(yù)警系統(tǒng)(熄滅保護(hù)系統(tǒng))的升級(jí)將防止2008年導(dǎo)致對(duì)撞機(jī)關(guān)閉的類似事故發(fā)生。這種升級(jí)包括在對(duì)撞機(jī)周圍安裝數(shù)百個(gè)新探測(cè)器。2008年的事故發(fā)生后，歐洲核子研究投入大約4000萬(wàn)瑞士法郎(2400萬(wàn)英鎊)對(duì)強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)進(jìn)行修復(fù)，其中就包括升級(jí)熄滅保護(hù)系統(tǒng)。(孝文)
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