短路故障或推遲世界上最大強子對撞機重

在中斷了兩年之后，大型強子對撞機終於准備再次啟動，進行能量更強的粒子對撞實驗。

該實驗本應於本周開始，然而由於上周六剛剛發現的一起短路故障，這一計劃不得不向后推遲。

2008年秋季，這台位於瑞士的大型強子對撞機曾出過一次爆炸事故。由於對撞機中一處電路連接錯誤，幾個磁體溫度過高並融化，導致氦氣汽化，引起了爆炸。當時距大型強子對撞機的首次使用僅過去了九天，修理則花了數月時間。“加速器的損壞真令人掃興，”內布拉斯加大學的一名物理學家，阿蘭·多米奎（Aaron Domingueza）道，“那天可真不怎麼樣。”

但工程師們修復了大型強子對撞機，並在2012年開展了另一次實驗，贏得了諾貝爾獎。但為了避免事故的再次發生，對撞機當時的運轉速度只有允許最大速度的一半。那之后的兩年裏，工程師們對加速器進行了改進，以防止磁體發生融化。改造后的大型強子對撞機可以承受更激烈的粒子對撞，更好地實現其設計的初衷。

工程師們修復了2008年爆炸造成的損壞，更換了加速隧道上安裝的磁體。但在所有升級措施中，最重要的還是防止爆炸的再次發生。為此，相關部門歷時一年半，動用300人力，使用了27000片銅片，對10000個磁體間的連接處進行了加固。

本次實驗原本應於本周開始，以接近光速的速度發射包含了上千億粒子的質子束。然而3月21號，工程師卻發現了一處短路故障，影響了其中一枚用於質子加速的磁體，可能將實驗向后推遲數周。而在修好之后，又需要再過幾周，粒子束才能真正進行對撞。因為工程師需要對磁體進行加熱，逐步提升其能夠容納的電量。“這就好像一名跑步運動員，”負責對磁體連接處進行升級改造的讓·菲利普·托克（Jean-Phillippe Tock）道，“你不可能一下子就在10秒鐘之內跑完100米，你得先熱身才行。”

歐洲核子研究中心稱，他們已經弄清了事故發生的原因，但由於磁體已經被冷凍到了接近對零度（即零下273攝氏度）的低溫，修復也許需要花費相當長的時間。

該組織於本周二宣佈，出問題的磁體可能需要被重新加溫，然后再次冷凍，因此實驗可能向后推遲“數周”。

“修復低溫狀態的機器往往是很耗費時間的，在常溫下幾小時便可以完成的事情，在低溫下可能就要花費好幾周。”歐核中心加速器負責人弗雷德裏克·柏德利（Frederick Bordry）表示。

“沒有浪費時間”

但歐核中心的科學家們強調稱，這一計劃並未因此擱淺，隨時都可以重新啟動。

歐核中心所長羅爾夫·霍耶爾（Rolf Heuer）：“目前跡象表明，重后的實驗將非常成功。從宏觀的角度來看，對於了解整個宇宙而言，幾周的延誤不過是一眨眼的工夫罷了。”

而大型強子對撞機本次實驗也有重任在身——包括探測暗物質，以及對希格斯玻色子進行進一步觀測。

粒子物理學家喬納森·巴特沃茲（Jonathan Butterworth）表示，實驗團隊已經做好准備，同時仍在等待負責質子束的科學家和工程師們傳來的消息。

“這是個非常獨立的組織，”巴特沃茲教授道，“負責加速器的同事們是屬於歐核中心的，而我們只不過是等他們發出指令，告訴我們這一階段該幹些什麼。”

但他補充，這段時間並不會被浪費掉。在等待期間，實驗團隊將對其負責的系統進行進一步改進，尤其是用於控制檢測器和分析數據的代碼。

“我們每天都在和代碼打交道，隨時做好准備。”他。

μ介子

歐核中心負責緊湊式繆子螺線管磁譜儀（CMS）的安德烈·大衛博士（Dr Andre David）也表示，這段由於延誤而多出來的時間亦有其價值所在。他和他的同事們將充分利用這一機會，對CMS內部進行微調。

“在這段時間裏，我們可以接收更多的宇宙射線數據，而在調整這些極其微小的內部檢測器的過程中，這些數據是十分重要的。”大衛博士表示。

宇宙射線是由外太空發射到地球上的粒子，但它們中只有極少數粒子能穿越大氣層。μ介子几乎不與其它物質發生反應，因此，它可以徑直穿過地殼，進入深埋在地下30層處的大型強子對撞機隧道裏。

通過對檢測器進行微調，在質子對撞時，研究人員便可以更好地檢測到從撞擊中生的μ介子。

質子對撞初步計劃在今年五月進行，但由於本次短路事故，人們一時間難以確定准確的啟動時間。