【全球最大粒子对撞机停机!将进行4年大升级,目标要找暗物质了】
欧洲核子研究中心地下100米处,有一条27公里长的圆环,这就是人类目前最强的“宇宙显微镜”大型强子对撞机。现在,这台世界最大粒子加速器即将按下暂停键,进入一次长达约4年的大升级。
过去,大型强子对撞机已经发现过希格斯玻色子,让人类确认了粒子如何获得质量。但标准模型并没有解释所有问题,暗物质是什么,暗能量为何推动宇宙加速膨胀,宇宙大爆炸后最初瞬间发生了什么,仍然悬着。
这次升级的核心,是把大型强子对撞机变成“高亮度大型强子对撞机”,这里的亮度是单位时间里能制造多少次粒子碰撞。碰撞越多,罕见事件冒出来的概率越高。过去两个粒子束团相遇时,探测器里大约会出现60次碰撞,升级后可能达到140到200次。
为了做到这一点,欧洲核子研究中心要更换约1.2公里隧道内的关键设备,安装更强的超导磁体,把质子束压得更细、更密。ATLAS和CMS两大探测器也要换上更耐辐射、更快的数据采集系统。未来每秒可能产生数十亿次碰撞,数据量太惊人,连存下来都不现实,人工智能会在瞬间帮科学家筛选最值得记录的事件。
最受期待的目标之一,是希格斯玻色子。自2008年大型强子对撞机运行以来,它已产生约5500万个希格斯玻色子,升级后的高亮度大型强子对撞机在寿命期内有望制造约3.8亿个。科学家尤其想看到两个希格斯玻色子同时出现,并研究它们如何相互作用。这可能触及宇宙早期相变,也可能揭开质量起源更深一层的机制。



