瑞士撞机事件-瑞士对撞机

欧洲大型强子对撞机的实验结果怎样？

欧洲核子研究中心（CERN）3月30日宣布，跨越日内瓦市郊瑞士法国边界的大型强子对撞机（Large Hadron Collider，简称LHC）上，总能量为7万亿电子伏特的两个束流对撞，在发生两次故障后最终获得成功。这是世界上目前能量最高的对撞。

资料来源于： 此次对撞实验首次向媒体开放48小时。中国科学院高能物理所CMS（紧凑缪子线圈）实验远程控制中心通过网络向媒体直播了对撞实验过程。

“此次对撞成功，标志着LHC的物理研究的开始，标志着一个激动人心的粒子物理新时代的到来。”中国科学院高能物理研究所粒子天体物理中心研究员陈国明说。

据悉，对撞的两个束流，每个束流带两个束团，每个束团由50亿个质子组成，每个质子的能量为3.5万亿电子伏特。质子的速度是光速的99.999995%（比光速慢亿分之五）。按计划，本次运行后4个月内，每个束团的质子数将上升到800亿个。

北京时间30日下午3点左右，正当记者们在高能所CMS实验远程控制中心聚精会神地观看对撞实验时，CERN传来消息：由于对撞机保护装置导致束流意外丢失，对撞未能如期实现。研究人员不得不继续对机器进行调试。

陈国明介绍，2008年的LHC实验失败，发生爆炸事故，在其后的一年多时间，CERN对LHC进行了检修和调整，并增加了保护装置。此次束流丢失正是此保护装置所致。

不过，CERN研究人员随即表示，这是他们意料之中的事情：“我们已经等了20年，可以再耐心等一会。”几个小时后，CERN研究人员想要再次进行对撞，又一次发生了故障。不过，功夫不负有心人，经过进一步调试后，北京时间30日晚上7点零6分，总能量为7万亿电子伏特的两个束流对撞成功。

“做科学实验，尤其是在能量这么高的机器上开展实验，是一件非常有挑战性的事情，不会像开party一样，客人一来就可以看到庆祝的时刻。”高能所所长陈和生向记者介绍,“LHC是世界上能量最高的机器，非常复杂，在调试过程中，由于束流丢失未能如期实现对撞，并不意味此次对撞实验失败。北京正负电子对撞机在调试过程中也经常出现束流丢失的情况，这是调试过程中碰见的正常状况。”

欧洲核子研究中心将连续运行LHC 18到24个月，以便为LHC上面的各个实验提供足够的数据来进行物理研究。这一阶段的运行过后，LHC将关机进行彻底修理，为14TeV对撞作准备。

欧洲核子中心的所长Heuer说，两年的连续运行是一个离谱的要求，但这个努力是值得的，这可以补偿前次失败所失去的时间，使物理学家们可以有机会做出他们的成果。

请问大型强子对撞机的具体位置在哪儿？

大型强子对撞机位于瑞士、法国边境地下100米深的环形隧道中，隧道全长达27公里

欧洲大型强子是世界最大的粒子加速器，它建于瑞士和法国边境地区地下100米深处的环形隧道中，隧道全长26.659公里。隧道内将维持在-271℃的极低温。这一温度将会出现超导现象，使得粒子在管道中几乎不受任何阻力，以至接近光速。对撞机从2003年开始建造，参与该项目的有来自80多个国家和地区的2000多名科学家和工程师，整个工程耗去54.6亿美元。

科学家希望，能够在对撞机前所未有的对撞能量帮助下，制造“迷你版”宇宙大爆炸之后的瞬间状况，探秘“希格斯玻色子”(Higgs boson)，“暗物质”，“暗能量”等其他未解之谜。希格斯玻色子以英国物理学家彼得·希格斯名字命名，他在44年前提出，希格斯玻色子是物质的质量之源以及电子和夸克等形成质量的基础，这种粒子给其他粒子赋予了质量，但它一直未被发现。

来自SINA

究竟什么是对撞机，为什么杨振宁要反对建造它？

对撞机实际上就是一种粒子加速器，而且随着对撞机的不断发展，从原来的电子对撞机，然后到强子对撞机，最后到大型的强子对撞机，通过不断的更新换代之后，对撞机的加速能力得到了很大的提高。而如今世界上最大的对撞机在瑞士，这座对撞机是由40多个国家合资近100亿美金建造的，并且HIA聚集了世界上上万名的科学家和工作人员。

每一次的启动对撞都需要几千人的合作，而且数据处理以及分析都需要几个月甚至是几年，在成果发表之后的署名中有上千人。不过因为对撞机的要求是高速高能的，所以很容易出现一些故障。对撞机其实是非常不安全的，如果不小心的话，那么有可能就是一枚炸弹。

欧洲的对撞机是改造过的，而改造所花费的金额就已经达到了上百亿美元，如果完全建造一个全新的话，那么所需要的花费的金额是非常大的，并且对撞机每启动一次，它的花钱速度不亚于印钞机。

对撞机是非常容易毁坏的，因此会经常发生一些故障，而且这种故障是无法避免的，所以对撞机的维修费用以及它所需的技术要求是非常大的，根本就是个无底洞。

对撞机其实就是用钱堆起来的，毕竟想要建造一个对撞机的话，那么所需要的的科学家以及昂贵的设备是必不可少的，并且对撞机作为最烧钱的设备，每年所需要的的金钱是无法估量的。

而且中国对撞机的性能其实是要比欧洲差一些的，毕竟瑞士的对撞机是聚集了全世界的那么多科学家，虽说其中也有中国的六十名科学家，但是世界的科研人员是不会参与到中国的对撞机建设中的。

世界上最高的对撞机是哪个国家的？

世界上能量最高的对撞机是欧洲大型强子对撞机。大型强子对撞机是粒子物理科学家为了探索新的粒子，和微观量化粒子的‘新物理’机制设备，是一种将质子加速对撞的高能物理设备，英文名称为LHC(Large Hadron Collider)。欧洲大型强子对撞机是现在世界上最大、能量最高的粒子加速器。大型强子对撞机坐落于日内瓦附近瑞士和法国的交界侏罗山地下100米深·总长17英里（含环形隧道）的隧道内。2008年9月10日，对撞机初次启动进行测试。

过程及目的

建造过程和探索微观粒子的目的

大型强子对撞器，英文名称为LHC（Large Hadron Collider）是一座位于瑞士日内瓦近郊欧洲核子研究组织CERN的粒子加速器与对撞机，作为国际高能物理学研究之用。地理坐标为北纬46°14′00″，东经6°03′00″46.23;6.05，LHC已经建造完成。

大型强子对撞机将是世界上最大、能量最高的粒子加速器，来自大约80个国家的7000名科学家和工程师。由40个国家建造。是一种将质子加速对撞的高能物理设备。它是一个圆形加速器，深埋于地下100米，它的环状隧道有27公里长，坐落于在瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心（又名欧洲粒子物理实验室），横跨法国和瑞士的边境。

为了节省成本，物理学家们没有开凿一条昂贵的新隧道来容纳新的对撞机，而是决定拆掉原来安置在欧洲原子核研究中心的正负电子加速器，代之以建造大型强子对撞机所需要的5万吨设备。当两个质子束在环形隧道中沿着反方向运动的时候，强大的电场使它们的能量急剧增加。这些粒子每运行一圈，就会获得更多的能量。要保持如此高能量的质子束继续运行需要非常强大的磁场。这么强的磁场是由冷却到接近绝对零度的超导电磁体产生的。物理学家们最希望建造的是一个30公里长的机器，它能以至少5千亿电子伏的能量将电子和正电子一起粉碎。目前；对撞机已经发现了‘希格斯粒子希格斯玻色子的存在，升级后发现‘夸克奇异重子’五种夸克的‘味变’集合体存在，改造升级能量的加大还会‘探索发现’超对称粒子和希格斯耦合粒子与粒子的额外维相存在。

设备结构

LHC是一个国际合作的计划，由34个国家超过两千位物理学家所属的大学与实验室所共同出资合作兴建的。

LHC包含了一个圆周为27公里的圆形隧道，因当地地形的缘故位于地下50至150米之间。这是先前大型电子正子加速器（LEP）所使用隧道的再利用，隧道本身直径三米，位于同一平面上，并贯穿瑞士与法国边境，主要的部分大半位于法国。虽然隧道本身位于地底下，尚有许多地面设施如冷却压缩机，通风设备，控制电机设备，还有冷冻槽等等建构于其上。

加速器通道中，主要是放置两个质子束管。加速管由超导磁铁所包覆，以液态氦来冷却。管中的质子是以相反的方向，环绕着整个环型加速器运行。除此之外，在四个实验碰撞点附近，另有安装其他的偏向磁铁及聚焦磁铁。

LHC加速环的四个碰撞点，分别设有五个侦测器在碰撞点的地穴中。其中超环面仪器（ATLAS）与紧凑渺子线圈（CMS）是通用型的粒子侦测器。其他三个（LHC底夸克侦测器（LHCb），大型离子对撞器（ALICE）以及全截面弹性散射侦测器（TOTEM）则是较小型的特殊目标侦测器。

研究历史

1994年，大型强子对撞机项目立项后，林恩·埃文斯理所当然地就成为了这个耗资百亿美元的项目的负责人。对撞机从设计到建造，都由他全权负责。14年后，在瑞士和法国交界地区地下100米深处的周长为27公里的环形隧道里，埃文斯和全球80多个国家近万名科学家的心血结晶——大型强子对撞机正式建成。

在2005年10月25日，因为起重机载货的意外掉落，造成一位技术人员的丧生。

2007年3月27日，由费米实验室所负责建造，一个用于LHC内部的三极低温超导磁铁（属于聚焦用四极磁铁），因为支撑架的设计不良，在压力测试时发生破损。虽然没有造成人员的伤亡，但是却严重影响了LHC开始运作的时程。

2008年6月15日，在埃文斯的退休仪式上，这6位主任纷纷亲自出面或通过视频向他致以敬意。他们还联合签署了一份文件，将大型强子对撞机以林恩·埃文斯的名字命名，并制作了一个对撞机偶极子的小模型赠送给埃文斯。

2008年9月10日，对撞机初次启动进行测试。埃文斯将手指放在鼠标上，亲自点击启动了首次测试。这次测试是研究人员将一个质子束以顺时针方向注入到加速器中，让其加速到99.9998%光速的超快速度，从而使此质子束在全长27公里的环形隧道中以每秒11245圈的速度狂飙。这一幕通过网络视频向世界进行了直播，还有300多名记者来到此实验室目睹测试过程。

2008年9月19日，LHC，第三与第四段之间，用来冷却超导磁铁的液态氦，发生了严重的泄漏。据推测是由于联接两个超导磁铁的接点接触不良，在超导高电流的情况下融毁所造成的。依据CERN的安全条例，必需将磁铁升回到室温后详细检查才能继续运转，这将需要三到四周的时间。要再冷却回运作温度，也是得经过三四周的时间，如此正好遇上预定的年度检修时程，因此要开始运作将可能延迟至2009年春天。

2008年10月16日，CERN发布了关于液态氦泄漏事件的调查分析，证实了先前推测的为两超导磁铁间接点不良所造成的。由于安全条例确实地实行、安全设计皆有正常工作、并且替换用的零件都有库存，预期2009年6月重启。

运行状况

2008年9月10日下午15：30正式开始运作，成为世界上最大的粒子加速器设施。2008年9月19日，LHC第三与第四段之间，用来冷却超导磁铁的液态氦，发生了严重的泄漏，导致对撞机暂停运转。

自大约80个国家的7000名科学家和工程师参与了该项目。60余名中国科学家（其中近四十人为台湾科学家）参与强子对撞机实验。四个主要实验均有中国科研单位和高校参与，分别为：中科院高能物理研究所、中国科技大学、山东大学、南京大学参与ATLAS实验；中科院高能物理研究所、北京大学参与CMS实验；华中师范大学参与ALICE实验；清华大学参与LHCb实验。

技术原理

大型强子对撞机（LHC）是欧洲粒子物理研究所(CERN）的加速器复合体的最新补充。

在这个加速器里面，2束高能粒子流在彼此相撞之前，以接近光速的速度向前传播。这两束粒子流分别通过不同光束管，向相反方向传播，这两根管子都处于超高真空状态。一个强磁场促使它们围绕那个加速环运行，这个强磁场是利用超导电磁石获得的。这些超导电磁石是利用特殊电缆线制成的，它们在超导状态下进行操作，有效传导电流，没有电阻消耗或能量损失。要达到这种结果，大约需要将磁体冷却到零下271℃，这个温度比外太空的温度还低。由于这个原因，大部分加速器都与一个液态氦分流系统和其他设备相连，这个液态氦分流系统是用来冷却磁体的。

大型强子对撞机利用数千个种类不同，型号各异的磁体，给该加速器周围的粒子束指引方向。这些磁体中包括15米长的1232双极磁体和392四极磁体，1232双极磁体被用来弯曲粒子束，392四极磁体每个都有5到7米长，它们被用来集中粒子流。在碰撞之前，大型强子对撞机利用另一种类型的磁体“挤压”粒子，让它们彼此靠的更近，以增加它们成功相撞的机会。这些粒子非常小，让它们相撞，就如同让从相距10公里的两地发射出来的两根针相撞一样。

这个加速器、它的仪器和技术方面的基础设施的操作器，都安装在欧洲粒子物理研究所控制中心的同一座建筑内。在这里，大型强子对撞机内的粒子流将在加速器环周围的4个区域相撞，这4个区域与粒子探测器的位置相对应。

工作流程

两个对撞加速管中的质子，各具有的能量为7 TeV（兆兆电子伏特），总撞击能量达14 TeV之谱。每个质子环绕整个储存环的时间为89微秒（microsecond）。因为同步加速器的特性，加速管中的粒子是以粒子团（bunch）的形式，而非连续的粒子流。整个储存环将会有2800个粒子团，最短碰撞周期为25纳秒（nanosecond）。在加速器开始运作的初期，将会以轨道中放入较少的粒子团的方式运作，碰撞周期为75纳秒，再逐步提升到设计目标。

在粒子入射到主加速环之前，会先经过一系列加速设施，逐级提升能量。其中，由两个直线加速器所构成的质子同步加速器（PS）将产生50 MeV的能量，接着质子同步推进器（PSB）提升能量到1.4GeV。而质子同步加速环可达到26 GeV的能量。低能量入射环（LEIR）为一离子储存与冷却的装置。反物质减速器（AD）可以将3.57 GeV的反质子，减速到2 GeV。最后超级质子同步加速器(SPS）可提升质子的能量到450 GeV。

LHC也可以用来加速对撞重离子，例如铅（Pb）离子可加速到1150 TeV。由于LHC有着对工程技术上极端的挑战，安全上的确保是极其重要的。当LHC开始运作时，磁铁中的总能量高达100亿焦耳（GJ），而粒子束中的总能量也高达725百万焦耳（MJ）。只需要10?7总粒子能量便可以使超导磁铁脱离超导态，而丢弃全部的加速粒子可相当于一个小型的爆炸。

大型强子对撞机的建造过程

大型强子对撞器 ，英文名称为LHC（Large Hadron Collider）是一座位于瑞士日内瓦近郊欧洲核子研究组织CERN的粒子加速器与对撞机，作为国际高能物理学研究之用。地理坐标为北纬46°14′00″，东经6°03′00″46.233333333333;6.05， LHC已经建造完成。

大型强子对撞机将是世界上最大、能量最高的粒子加速器，来自大约80个国家的7000名科学家和工程师。由40个国家建造。是一种将质子加速对撞的高能物理设备。它是一个圆形加速器，深埋于地下100米，它的环状隧道有 27 公里长，坐落于在瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心（又名欧洲粒子物理实验室），横跨法国和瑞士的边境。

为了节省成本，物理学家们没有开凿一条昂贵的新隧道来容纳新的对撞机，而是决定拆掉原来安置在欧洲原子核研究中心的正负电子加速器，代之以建造大型强子对撞机所需要的5万吨设备。当两个质子束在环形隧道中沿着反方向运动的时候，强大的电场使它们的能量急剧增加。这些粒子每运行一圈，就会获得更多的能量。要保持如此高能量的质子束继续运行需要非常强大的磁场。这么强的磁场是由冷却到接近绝对零度的超导电磁体产生的。物理学家们最希望建造的是一个30公里长的机器，它能以至少5千亿电子伏的能量将电子和正电子一起粉碎。

世界上有哪些大型的对撞机？

比较大的有以下这几个：

欧洲：LHC（大型强子对撞机，主要位于瑞士和法国，目前世界上最大的强子对撞机）。

日本：ILC（国际直线加速器。在建。）

美国：已有不少大型加速器，如：费米实验室，斯坦福直线加速器等等。超导超级对撞机（Superconducting Super Collider,简称SSC）是史上最大的科学研究建设，因为经费太高昂未建成被放弃。

中国：BEPC（北京正负电子对撞机）、CEPC(Circular Electron Positron Collider，环形正负电子对撞机。在建，建成后将成为世界上最大的对撞机。