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質子對撞機外觀是怎樣的?

大型質子對撞機

大型質子對撞機(LHC)能夠加速更重的粒子——質子,質子相互碰撞就能產生比現有加速器獲得的粒子具有更高能量。

建造過程

大型強子對撞器,英文名稱為LHC(Large Hadron Collider)是壹座位於瑞士日內瓦近郊歐洲核子研究組織CERN的粒子加速器與對撞機,作為國際高能物理學研究之用。地理坐標為北緯46°14′00″,東經6°03′00″46.233333333333;6.05, LHC已經建造完成。

大型強子對撞機將是世界上最大、能量最高的粒子加速器,來自大約80個國家的7000名科學家和工程師。由40個國家建造。是壹種將質子加速對撞的高能物理設備。它是壹個圓形加速器,深埋於地下100米,它的環狀隧道有 27 公裏長,坐落於在瑞士日內瓦的歐洲核子研究中心(又名歐洲粒子物理實驗室),橫跨法國和瑞士的邊境。

為了節省成本,物理學家們沒有開鑿壹條昂貴的新隧道來容納新的對撞機,而是決定拆掉原來安置在歐洲原子核研究中心的正負電子加速器,代之以建造大型強子對撞機所需要的5萬噸設備。當兩個質子束在環形隧道中沿著反方向運動的時候,強大的電場使它們的能量急劇增加。這些粒子每運行壹圈,就會獲得更多的能量。要保持如此高能量的質子束繼續運行需要非常強大的磁場。這麽強的磁場是由冷卻到接近絕對零度的超導電磁體產生的。物理學家們最希望建造的是壹個30公裏長的機器,它能以至少5千億電子伏的能量將電子和正電子壹起粉碎。

CERN的大型強子對撞機

設備結構

LHC是壹個國際合作的計劃,由34個國家超過兩千位物理學家所屬的大學與實驗室所***同出資合作興建的。

LHC包含了壹個圓周為27公裏的圓形隧道,因當地地形的緣故位於地下50至150米之間。這是先前大型電子正子加速器(LEP)所使用隧道的再利用,隧道本身直徑三米,位於同壹平面上,並貫穿瑞士與法國邊境,主要的部分大半位於法國。雖然隧道本身位於地底下,尚有許多地面設施如冷卻壓縮機,通風設備,控制電機設備,還有冷凍槽等等建構於其上。

加速器通道中,主要是放置兩個質子束管。加速管由超導磁鐵所包覆,以液態氦來冷卻。管中的質子是以相反的方向,環繞著整個環型加速器運行。除此之外,在四個實驗碰撞點附近,另有安裝其他的偏向磁鐵及聚焦磁鐵。

LHC加速環的四個碰撞點,分別設有五個偵測器在碰撞點的地穴中。其中超環面儀器 (ATLAS)與緊湊渺子