一个更大的强子对撞机?为什么粒子物理学中更大更好 2018-10-28 02:09:02

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虽然世界上最大的圆形粒子加速器 - 大型强子对撞机(LHC) - 将在未来几年内继续运行,但科学家们已经开始讨论构建一个更大的后LHC循环加速器

本月早些时候在日内瓦附近的科学家会议上,在欧洲粒子物理实验室CERN的领导下,对LHC进行了为期五年的可行性研究

拟议的加速器将被安置在80-100公里的隧道内 - 大约是现有大型强子对撞机27公里隧道的四倍

但是,建立我们已有的更大版本的重点是什么

去年确认了希格斯玻色子的发现,剩下要探索的是什么

现代强大的高能实验设施非常复杂,技术难度大,因此在进行最终设计之前需要进行全面的研究

当前大型强子对撞机的建议始于20世纪80年代初期,但该机器实际上并没有完成并且一直持续到2009年

因此,大型强子对撞机将继续进行实验直到2030年左右(或稍微超出),现在是开始谈话的最佳时机关于它的继任者

FCC设计研究将得到全球科学家,国家实验室,研究所和大学的意见

有一些竞争者来承载这台巨大的机器

显而易见的领跑者是欧洲核子研究中心,他们依靠大型强子对撞机的成功及其现有的研发加速器基础设施 - 但日本和中国也引起了强烈的兴趣

如果这台机器建在日内瓦,那么这条全新的隧道将横跨瑞士 - 法国边境,在日内瓦湖下,亲吻东部的阿尔卑斯山脉和西部的汝拉山脉

FCC将需要比LHC操作几乎高一个数量级的能量,但是这可以通过组装不同类型的超导转向磁体来实现,以加速通过隧道的粒子

对撞机弧的总长度通过磁铁的数量及其强度来衡量

在现实情况下,如果FCC的磁系统提供16特斯拉(最大20特斯拉)的磁场 - 大约是LHC磁场值的两倍 - 那么我们要求加速器复合体的周长为100km

该组件将使粒子非常接近光速

当大型强子对撞机明年再次开启时,我们可能会看到超对称,暗物质或其他奇异现象(统称为新物理)背后的秘密

这些结果将为FCC建立一个强大的物理案例

有大量的理论物理工作只能在更高的能量下通过实验证实或排除(换句话说,加速更快,速度更快)

关于在FCC中粉碎的颗粒类型存在公开争论:大型强子对撞机目前正在进行七次实验,但现在说FCC将承载多少次实验可能为时尚早

此外,该项目还没有官方拨款号码

我们可能需要等待一段时间来获得这些数据,但这项为期五年的研究将提供成本和能源优化

碰撞器帮助我们更深入地了解自然,并且在非常微小的层面上 - 而且,从现在开始的谈判中,它们还具有激励行业发展和提供尖端技术的额外好处

如果后大型强子对撞机的圆形对撞机成为现实,那么它将很容易从大型强子对撞机中抢夺粒子之王的称号