科學(xué)家在世界zui大對(duì)撞機(jī)中觀(guān)察到*粒子
科學(xué)家在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）中觀(guān)測(cè)到*批粒子。歐洲核子研究組織將于9月10日正式啟動(dòng)大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的滿(mǎn)程實(shí)驗(yàn)，希望借助這臺(tái)世界zui大對(duì)撞機(jī)揭開(kāi)宇宙起源的奧秘。
位于日內(nèi)瓦附近地底100米深處的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)定于9月10日*啟動(dòng)其粒子束，但在此之前，大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的粒子探測(cè)器幾個(gè)月以來(lái)一直在記錄來(lái)自宇宙射線(xiàn)的撞擊，而且，在2008年8月22日下午5時(shí)，作為大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的四項(xiàng)實(shí)驗(yàn)之一的LHCb測(cè)試中，科學(xué)家在其“頂點(diǎn)定位器” （VELO）中看到了大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)產(chǎn)生的*批粒子的軌跡。
這是由大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)人為事件產(chǎn)生的粒子軌跡?？茖W(xué)家是在對(duì)粒子加速器進(jìn)行同步測(cè)試時(shí)獲得這一重大發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)時(shí)，粒子恰好穿過(guò)周長(zhǎng)27公里的LHC加速器的較短部分。
LHC同步測(cè)試是將一個(gè)粒子束與一臺(tái)距LHCb 200米遠(yuǎn)的重達(dá)28噸的吸收器相撞，生成了一大批粒子。其中一些粒子到達(dá)LHCb的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)，從而讓一支科學(xué)家小組在此觀(guān)測(cè)到這些粒子的軌跡。大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)有四臺(tái)探測(cè)器，8月22日只啟動(dòng)了LHCb頂點(diǎn)定位探測(cè)器，此*粒子軌跡就是由此頂點(diǎn)定位探測(cè)器發(fā)現(xiàn)的。在此次試驗(yàn)大獲成功之下，粒子加速器在8月24日早晨讓粒子束與此吸收器再次發(fā)生撞擊，充分體現(xiàn)了頂點(diǎn)定位探測(cè)器的探測(cè)能力。頂點(diǎn)定位探測(cè)器項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、英國(guó)利物浦大學(xué)教授西彌斯·鮑科克（Themis Bowcock）說(shuō)：“LHCb頂點(diǎn)定位探測(cè)器取得的這一成就——在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)構(gòu)建*批粒子軌跡，是科學(xué)家小組努力工作和無(wú)私奉獻(xiàn)的明證，他們十多年來(lái)一直在建造此探測(cè)器。”
頂點(diǎn)定位探測(cè)器是一種的粒子跟蹤探測(cè)器，包圍在LHCb實(shí)驗(yàn)內(nèi)的質(zhì)子對(duì)質(zhì)子的撞擊點(diǎn)周?chē)?。它的核心裝置是84個(gè)半月形的硅傳感器，每個(gè)傳感器通過(guò)由5000股電線(xiàn)構(gòu)建的精密系統(tǒng)與其電子儀器相連。這些傳感器同進(jìn)行撞擊的粒子束相距很近——它們將在探測(cè)B夸克粒子時(shí)發(fā)揮重要作用，將幫助科學(xué)家理解物質(zhì)和反物質(zhì)行為之間的微小但至關(guān)重要的差異。
頂點(diǎn)定位探測(cè)器項(xiàng)目負(fù)責(zé)人兼頂點(diǎn)定位探測(cè)器軟件協(xié)調(diào)員的格拉斯格大學(xué)教授克里斯·帕克斯（Chris Parkes）博士說(shuō)：“科學(xué)家小組在測(cè)試開(kāi)始后的幾秒鐘內(nèi)就看到這批粒子，它們是撞擊產(chǎn)生的。這預(yù)示將來(lái)用以探索物質(zhì)和反物質(zhì)行為差異的實(shí)驗(yàn)?zāi)芎芎玫赝瓿伞?rdquo;
來(lái)自Nikhef機(jī)構(gòu)的頂點(diǎn)定位探測(cè)器委員會(huì)協(xié)調(diào)員埃迪·簡(jiǎn)斯（Eddy Jans）博士說(shuō)：“我們整整一周都在為觀(guān)測(cè)粒子軌跡做準(zhǔn)備。為了看到這些粒子，我們不得不啟動(dòng)這些電子儀器，以便在合適的時(shí)間獲取數(shù)據(jù)，并且我們令其速度達(dá)到4千萬(wàn)分之一秒。”
27公里長(zhǎng)的LHC加速器及其在歐洲核子研究組織（CERN）的四項(xiàng)大型試驗(yàn)連同來(lái)自各地的5000位科學(xué)家目前正處于待命狀態(tài)。這次觀(guān)測(cè)到*粒子比原來(lái)預(yù)計(jì)兩個(gè)粒子束撞擊的時(shí)間提前了數(shù)周。*批繞整個(gè)圓形隧道循環(huán)運(yùn)行的粒子束預(yù)計(jì)在9月10日開(kāi)始啟動(dòng)，屆時(shí)，將會(huì)有200多位記者赴歐洲核子研究組織觀(guān)看這一幕。
格拉斯格大學(xué)LHCb小組研究助理、LHCb頂點(diǎn)定位探測(cè)器數(shù)據(jù)質(zhì)量協(xié)調(diào)員愛(ài)豆?fàn)柖?middot;羅德里格斯（Eduardo Rodrigues）表示：“我一直在實(shí)時(shí)監(jiān)控各個(gè)環(huán)節(jié)，使我們可以觀(guān)測(cè)到粒子穿越此探測(cè)器的整個(gè)過(guò)程。當(dāng)我們看到粒子軌跡清晰地出現(xiàn)在控制室的電腦屏幕上時(shí)，我激動(dòng)萬(wàn)分。”
格拉斯哥大學(xué)博士生馬可·格薩貝克（Marco Gersabeck）說(shuō)：“它成功了！它向我提供一種粒子軌跡，我由此將傳感器的排列度調(diào)到數(shù)百萬(wàn)分之一米。”
格拉斯哥大學(xué)和利物浦大學(xué)的英國(guó)科學(xué)家是頂點(diǎn)定位探測(cè)器項(xiàng)目的主力軍，他們?cè)谟?guó)設(shè)計(jì)并安裝一個(gè)個(gè)的模塊。用于觀(guān)測(cè)這些粒子軌跡的重建軟件也是由英國(guó)科學(xué)家編寫(xiě)的。Nikhef機(jī)構(gòu)則提供了機(jī)械、冷卻和真空系統(tǒng)。此外，參與該項(xiàng)目的其它合作者還包括瑞士洛桑聯(lián)邦理工大學(xué)（EPFL）、歐洲核子研究組織、意大利錫拉庫(kù)扎大學(xué)、莫斯科國(guó)立大學(xué)、愛(ài)爾蘭國(guó)立都柏林大學(xué)。
LHCb電磁量能器是一個(gè)由3300塊組成的一面42平方米的墻體，上面有閃爍體、光纜和鉛。在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)內(nèi)開(kāi)始進(jìn)行質(zhì)子—質(zhì)子對(duì)撞時(shí)，LHCb電磁量能器將被用來(lái)測(cè)量對(duì)撞過(guò)程產(chǎn)生的粒子能。質(zhì)子、電子和正電子將穿過(guò)這些模塊內(nèi)的物質(zhì)層，通過(guò)粒子流將它們的能量堆積在這個(gè)探測(cè)器中。
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