LHC 將進行大升級。(圖:CERN)

大型強子對撞機(Large Hadron Collider,簡稱 LHC)協助科學家於 2012 年觀測到希格斯玻色子(Higgs Boson),為世上最複雜、撞擊能量最高的粒子加速器。目前已關機進行維護,但此次維護與 2016 年因黃鼠狼造成電器設施損壞的緊急維護不同,為歐洲核子研究組織(European Organization for Nuclear Research)計劃的升級維護。

此次升級計畫將耗時 2 年,歐洲核子研究組織表示,如果一切順利進行,預計將於 2021 年重新啟用。

大型強子對撞機

LHC 於 2008 年首次啟用,其利用氫原子離子化後形成的質子,以兩個直線加速器於圓周 27 公里的質子束管內加速至 5 TeV 的動能對撞,因此撞擊能量能達到 10 TeV 之高。在質子對撞後會產生高能粒子,但其衰變時間極短無法直接觀測。因此 LHC 使用了兩個偵測器收集衰變後產生的粒子,用以分析是否出現未知的高能粒子。

而 LHC 也不負眾望,於 2012 年確定發現質量約為 126.0 GeV 的希格斯玻色子。

撞擊能量提升

CERN 的研究團隊在此次升級 LHC 中,將更換兩個直線加速器中的粒子加速器,提升質子束的能量,以達到更高的撞擊能量。科學家希望能透過提升撞擊能,產生質量更重的高能粒子,以發現能使標準模型(Standard Model)更完整的未知粒子。目前物理學界普遍認為最有可能的目標為預測質量相對較高的超對稱粒子(Supersymmetry particles),而在 2021 年 LHC 重新啟用後,將有望能帶來解答。

分析巨量資料

在升級的期間,LHC 的科學家仍不會停滯下來。自 2015 年至今, LHC 的撞擊試驗已累積了 300 PB 的巨量資料,相當於連續 1000 年每天持續網路直播的流量,累積的資料量相當可觀。科學家將持續分析這些資料,希望能從中找出未知粒子的線索。

 

參考資料:

  1. Robitzski, D. (2018, December 4). The Large Hadron Collider just shut down. Futurism
  2. CERN News (2018, December 3). LHC prepares for new achievements. CERN News
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