大型强子对撞机三年升级完毕重启有望揭示宇宙更多的奥秘

图片来源：欧洲核子研究中心官网

据欧洲核子研究中心官网近日报道，经过3年多维修和升级，世界上最强大的粒子加速器——大型强子对撞机（LHC）“王者归来”。4月22日，两束质子以4500亿电子伏特（450GeV）的注入能量在LHC约27公里的环周围以相反方向循环，这标志着该设施新一轮数据收集工作正式开始，预计将持续4年。

　　欧洲核子研究中心光束部门负责人罗德里·琼斯说：“这些光束在注入能量时循环运动，含有相对较少的质子。尽管高强度、高能量的碰撞还要等几个月，但第一批光束成功注入标志着在经历漫长关闭期后，加速器成功重启。”

　　LHC于2008年启动，通过模拟大约138亿年前宇宙大爆炸后的状况，帮助科学家们发现了宇宙诞生后突然涌现出的基本粒子，其中最引人瞩目的是希格斯玻色子，它于2012年在LHC中被首次发现，被称为“上帝粒子”，也被认为是赋予其他粒子质量的基本粒子。

　　研究人员指出，由于进行了广泛升级，LHC的第三轮运行预计将产生数量创纪录的碰撞，碰撞的能量也将达到13.6万亿电子伏特，这使科学家们能够收集到创纪录的数据，从而使来自世界各地的物理学家能够详细研究希格斯玻色子，同时对粒子物理学标准模型及其各种扩展理论开展迄今最严格的测试。

　　在第三轮运行中，除了此前在LHC上运行的紧凑渺子线圈、超环面仪器、LHC底夸克、大型离子对撞实验ALICE等外，还将有两个新实验，即国际前向搜索实验（FASER）和LHC的散射和中微子探测器（SND@LHC）亮相。这两个实验旨在寻找超越标准模型的物理学、特殊的氢—氦对撞，以测量反质子在这些碰撞中产生的几率，以及涉及氧离子的对撞，这将让科学家们获得更多与宇宙射线物理学和夸克—胶子等离子体（宇宙爆炸后不久存在的一种物质状态）。此外，FASER实验中微子子探测器FASERν和SND@LHC将首次测量在粒子对撞机上产生的中微子，因此有可能开启中微子物理学的新领域。