據(jù)歐洲核子研究中心官網(wǎng)報(bào)道，經(jīng)過(guò)3年多的維修和升級(jí)，全球最大粒子加速器——大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）于7月5日正式開(kāi)始第三輪運(yùn)行。在當(dāng)天的研討會(huì)上，科學(xué)家們還公布了新發(fā)現(xiàn)的三種粒子，包括一種首次發(fā)現(xiàn)的五夸克態(tài)粒子和有史以來(lái)觀察到的第一對(duì)四夸克態(tài)粒子。
于2008年首次啟動(dòng)的LHC是目前全球最大和能量最高的粒子對(duì)撞機(jī)，由100多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的上萬(wàn)名科學(xué)工作者共同設(shè)計(jì)、建造和使用。它由一個(gè)約27千米長(zhǎng)的超導(dǎo)磁鐵環(huán)組成，高能粒子在這里相互撞擊、分離，幫助科學(xué)家發(fā)現(xiàn)宇宙中的基本粒子。在諸多發(fā)現(xiàn)成果中，最引人矚目的是2012年發(fā)現(xiàn)的希格斯玻色子，被稱為“上帝粒子”，也被認(rèn)為是賦予其他粒子質(zhì)量的基本粒子。
根據(jù)相關(guān)報(bào)道，今年4月22日，加速器已經(jīng)成功啟動(dòng)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的加速，7月5日，大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)探測(cè)器開(kāi)啟所有子系統(tǒng)，其碰撞能量將達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的13.6萬(wàn)億電子伏特。據(jù)大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)加速器及相關(guān)技術(shù)總監(jiān)邁克·拉蒙介紹，第三輪運(yùn)行期間記錄的碰撞次數(shù)將超過(guò)前兩輪的總和，這將使科學(xué)家能夠收集到更高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，為新發(fā)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。
歐洲核子研究中心指出，LHC第三輪運(yùn)行將進(jìn)一步拓展物理研究程序，從而使科學(xué)家能夠“以前所未有的精確度和新渠道”詳細(xì)研究希格斯玻色子的性質(zhì)，對(duì)粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型及其各種擴(kuò)展理論展開(kāi)更嚴(yán)格的測(cè)試。同時(shí)，LHC安裝了許多新設(shè)備，不僅包括增加碰撞率的線性加速器和效率更高的數(shù)據(jù)收集分析系統(tǒng)，還有兩個(gè)新探測(cè)器——前向搜索實(shí)驗(yàn)、散射和中微子探測(cè)器，前者將尋找弱相互作用的粒子，而后者將專注于中微子，有望開(kāi)啟相關(guān)物理學(xué)新領(lǐng)域。該中心同時(shí)指出，此次升級(jí)使LHC底夸克探測(cè)器的采樣率增加了3倍，大型離子對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn)儀器記錄碰撞的數(shù)量增加50倍。
法國(guó)“技術(shù)與科學(xué)”網(wǎng)站文章分析稱，目前對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)仍基于對(duì)粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型的理解，升級(jí)后的LHC能使科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在較低能量下無(wú)法看到的新粒子，或?qū)椭忉寴?biāo)準(zhǔn)模型解釋不了的現(xiàn)象。隨著探測(cè)器的改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)將能提供更多關(guān)于暗物質(zhì)的線索。
歐洲核子研究中心規(guī)劃，此次運(yùn)行時(shí)間預(yù)計(jì)為4年。在LHC完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)后，將再次關(guān)閉并進(jìn)一步升級(jí)，屆時(shí)將升級(jí)為高亮度大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)，亮度將提升5至10倍。此外，該中心表示還將建造一個(gè)名為未來(lái)環(huán)形對(duì)撞機(jī)（FCC）的全新加速器，計(jì)劃于2040年左右開(kāi)始工作，預(yù)計(jì)其能量將達(dá)到100萬(wàn)億電子伏特。