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氦氣幫助科學家尋找上帝粒子

2012-7-10 9:15:51

40年前,瑞士的科學家們宣布發(fā)現(xiàn)“上帝粒子”，并利用大型強子對撞機（LHC）一直在尋找，并首次提出它的存在。

這一發(fā)現(xiàn)標志著幾十年來，人類對原子物理學的理解邁出了最大的一步，并將導致新技術(shù)的產(chǎn)生和應用。

使用液態(tài)氦氣冷卻大型強子對撞機的超導磁體在這一發(fā)現(xiàn)之旅起到了關(guān)鍵的作用。

為了達到這樣的加速目的，歐洲核子研究中心的科學家們使用了大型強子對撞機設備。這是一臺埋設在法國-瑞士邊境地區(qū)地下的環(huán)形裝置，長度約16.8英里(約合27公里)，埋設深度約330英尺(約100米)。整個對撞系統(tǒng)裝備有9300塊磁鐵，并利用液態(tài)氦氣冷卻至-271.25攝氏度。這樣的條件讓大型強子對撞機有能力將質(zhì)子流加速到光速的99.99%。這些質(zhì)子流會經(jīng)過6臺不同的探測器，這些探測器會進行不同的實驗。驅(qū)動這些探測器所需的電力供應是驚人的——120兆瓦，這幾乎相當于鄰近的瑞士城市日內(nèi)瓦的所有家庭用電總和。

大型強子對撞機的超大型超導磁鐵，使用大量的液態(tài)氦，以使周圍的粒子束保持彎曲。

然而在2008年9月，兩個大型強子對撞機的磁體故障造成一次大型的氦氣泄漏（被認為是一噸液態(tài)氦氣）和項目暫時停機維修，并在2009年重新啟動。

大型強子對撞機的磁體設計和超導，這意味著可將磁體材料變成零電阻和功率，可以通過損耗非常小的電流。

但要成為超導體，前提條件就是使用液態(tài)氦氣作為制冷劑，將磁體冷卻至極低的溫度下。

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