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知名科技项目:LHC-大型强子对撞机专题:2015-03重启,能量增加1倍

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langge945 发表于 2013-10-30 15:57 | 显示全部楼层


下一代高能正负电子对撞机:现状与对策

——香山科学会议第464次学术讨论会综述

粒子物理学(或称高能物理学)是研究“物质、能量、空间、时间”等自然界最基本问题的学科。粒子物理标准模型的建立使得人类对构成物质世界的基本组成单元和相互作用的认识达到了空前的高度,同时也有很多问题亟待解答。为了深入研究电弱对称性自发破缺机制和质量起源等基本问题,探索超出标准模型的新物理现象,理解宇宙观测中暗物质和暗能量的本质,在大型强子对撞机(LHC)成功运行后,人类还需要建造下一代正负电子对撞机,通过两种对撞机上探测结果的互补来发现和确认新基本粒子及其性质、从而进一步揭示新物理定律。

2012年7月4日,欧洲核子研究中心(CERN)宣布在LHC的ATLAS和CMS两个实验都观测到了一个类Higgs玻色子的新粒子,质量在125GeV附近。这个粒子的发现对下一代正负电子对撞机的设计和建造具有关键意义。利用质心系能量250GeV附近的正负电子对撞大量产生Higgs粒子从而精确测量其性质是下一代高能正负电子对撞机主要的科学目标之一。我国科学界和高能物理界一直在关注LHC第一阶段运行后的高能量前沿的重要物理问题,以及国际上的直线对撞机和Higgs工厂方案。普遍认为急需讨论和制定我国参与或承建下一代高能正负电子对撞机的战略对策和实施方案。

2013年6月12日~14日,主题为“下一代高能正负电子对撞机:现状与对策”的香山科学会议第464次学术讨论会在北京香山饭店召开。北京大学陈佳洱教授、赵光达教授、清华大学邝宇平教授、中国科学院高能物理研究所方守贤研究员、陈和生研究员和王贻芳研究员担任会议执行主席。来自全国11个单位的35位高能物理和加速器领域的专家学者也应邀参加了会议,与会专家围绕“下一代高能正负电子对撞机粒子物理理论”、“直线对撞机及Higgs工厂加速器”、“直线对撞机及Higgs工厂粒子物理实验和探测器”、“我国的下一代高能正负电子对撞机对策”等中心议题进行了深入交流与讨论。

一、主题评述报告与讨论


中科院高能所王贻芳研究员在题为“下一代高能正负电子对撞机”的主题评述报告中指出,自LHC的建造确定以后,国际上就开始设想下一代高能正负电子对撞机。在国际未来加速器委员会(ICFA)及其下属的各种委员会领导下,这台首次由全世界高能物理学家和加速器物理学家联合设计的“国际直线对撞机(ILC)”完成了其概念设计(CDR,2007年)、工程设计(TDR,2013年)及造价估计。由于2012年Higgs粒子的发现,国际上关于下一代高能正负电子对撞机的意见逐渐统一:先从250 GeV开始,再逐步发展到500 GeV。ICFA2012年全面改组了ILC的领导机构,准备积极推动该设施的建造。日本的高能物理学界提出要承建ILC。无论欧洲与美国政府最终会对ILC支持多少,其高能物理学界始终对此努力支持,并积极参加各种ILC相关的组织和管理机构,其人数及话语权实际上远超过日本人。

以上情况反映出:1)高能量前沿是高能物理的最前沿,过去几十年最重要的发现主要来源于此;2)高能量前沿的加速器与探测器技术也是最前沿,对未来发展至关重要。因此尽管欧洲与美国由于经费及其它问题不能承建ILC,但他们不能也不会缺席。我国过去由于各种原因,特别是由于ILC的前景不明朗,政府投入几乎为零,高能物理学界也很少有人参与ILC的活动。这与我国的大国地位、高能物理发展水平及其国际影响极不相称,也对我国高能物理的未来发展不利。最近几年,大家一直呼吁改善这种状态,包括2006年召开的香山会议,但现状并未根本好转。2012年的国内ILC讨论会形成一个共识:中国应该积极参加ILC,争取贡献5%左右,并争取在技术和人员上能真正实现贡献5 %所需的必要前期R&D政府经费支持。事实上,国内一直有人提出承建ILC,但高能物理学界的共识是:其造价和技术难度超过我们目前可以承受的程度。

王贻芳研究员表示,2012年在讨论基于加速器的我国未来高能物理发展规划时,有人提出建造250 GeV环形正负电子对撞机(Circular Electron Positron Collider,CEPC)并适时将其改造为50 TeV超级质子对撞机(Super Proton Proton Collider,SPPC),以使我国一步跨入世界最先进行列。特别是未来的质子对撞机,将使我国的粒子物理远超国际上任何其他国家。虽然该设想面临的技术难度与造价均比ILC低,但仍然面临巨大的困难,其可行性是本次会议我们要讨论的重要议题之一。国际上也有人提出环形Higgs工厂的概念,并将其与ILC对立,宣称其优点远好于ILC。我们认为ILC已经过多年研究,技术较为成熟,环形正负电子对撞机CEPC的提出时间很短,还需要做更多的研究。事实上,ILC与CEPC是很好的互补:1)技术上难点各有不同;2)可以去除ILC push-pull的选择;3)物理成果互相检验。对中国来说,如果CEPC想得到国际支持,就需要我们首先支持ILC。我们应该参与国际上ILC的预研以掌握技术,并参与ILC建设以争取科学研究的话语权。我们也应该探索在中国建设CEPC的可能性,并积极争取国内外的广泛支持,使我国的高能物理研究走到世界最前列。

与会专家指出,探索物质最深层次的结构和规律是重大的科学前沿问题。Higgs粒子是标准模型最重要的粒子,对Higgs粒子性质的精确测量和寻找新粒子具有全局性的意义。我国提出的环形Higgs工厂(CEPC)及后续的超级质子对撞机(SPPC)的科学目标非常重要,是世界高能物理的制高点。中国高能物理将由此打开一个全新的局面,站到世界最前列。CEPC-SPPC是我国未来高能物理发展的很好的选择,相对别的选项意义更为重大。但是,CEPC的造价很高, 三百亿的项目国家不一定能批准。如果实在困难,可以考虑规模相对小一些的项目,使中国高能物理能持续得到发展。我国应把研究力量组织好,同时把Higgs工厂和寻找新的重粒子的两方面研究都做好,争取在两方面都有所作为。CEPC既可作为Higgs工厂(与ILC一样)对125 GeV的共振做精确测量,又可以在做完精确测量后改为50 TeV的质子对撞机,在寻找新的重粒子方面优于升级以后的LHC,将在高能研究最前沿研究中领先,这是CEPC-SPPC的重要优势。

CEPC是我国高能物理界的一个梦想,若能实现,会使中国高能物理实验研究跨越发展。但因为要建设一个规模是CERN两到三倍的高能物理中心,建设和运行经费非常巨大,必须需要深入研究它的科学目标和技术可行性和造价,决策要十分谨慎。应该看到CEPC与ILC比的局限性,它的周长决定了其最高质心系能量。例如,选择50公里周长,就难以研究质量超过125GeV的新粒子。如果将来在LHC发现超过这个能标的新物理,它就可能很被动。此前的LEP和Tristan就是教训。CEPC是重要的跨越,建成后确能使我国的高能物理迈向世界领先行列,但它的规摸很大,难度不小,它的实现,首先需要高层决策和科技界共识。从总体上看,CEPC虽相对ILC有很多优点,但目前它的设计还很初步,到技术设计尚需要相当长的时间,需要充分估计和进一步暴露它的物理问题和技术难度,如同步辐射功率、束流极化等,对CEPC造价和运行费的估计也需进一步细化。也有专家指出,近期我国物理研究做出的很多很好的工作都不是在高能物理领域,国家不一定非要投几百个亿建对撞机发现一个新粒子,拿一个诺贝尔奖。项目要考虑国家的可承受能力,国际合作要考虑国内发展,在国内要做出有特点的工作,与国家需求相结合,才可能得到国家的支持。超导加速器技术的发展也不一定非要高能物理来推动,可以通过别的项目来推动。别的大型国际合作的科学意义也不一定比高能对撞机小。另外随着新的加速原理和技术的进步,未来的高能对撞机的规模和造价可能要小得多,性价比提高很多,可操作性会好一些。

langge945 发表于 2013-10-30 15:58 | 显示全部楼层
二、粒子物理能量前沿现状与展望


国际粒子物理界有一个共识,认为标准模型还存在许多不足之处,它不会是最终的理论,探索能更好反映自然界的超出标准模型的新物理是粒子物理研究的主要方向。现在LHC已发现一个125 GeV Higgs共振态,下一步需要仔细测量它与各种粒子的耦合以判断它究竟是标准模型的Higgs(意味着验证了标准模型)还是标准模型以外的Higgs(意味着发现了新物理),这是个非常关键的问题。普遍认为单凭LHC的实验是难以做出明确的结论的,还需要建造正负电子对撞的Higgs工厂来做精确测量, 例如ILC和我国提出的CEPC。此外,进一步在高能对撞机(14 TeV的LHC及更高能量的强子对撞机)上探索新的重粒子也是认识自然界规律的很重要的方面,与国际各对撞机相比,我国在CEPC之后改成的SPPC在这方面有巨大优势。粒子物理理论目前存在很多未解决的问题,需要认真考虑新的加速器寻找新物理的能标,如质子对撞机能升级到质心能量80-100TeV。海量产生Higgs粒子的Higgs工厂将与以往的粒子工厂完全不同,它将以标量粒子为基础来研究费米子和规范粒子,研究他们的相互作用、CP破坏并提供发现新物理的窗口,物理意义更大。

三、直线对撞机及Higgs工厂加速器研究现状


未来能量前沿正负电子对撞机现有三种设计:国际直线对撞机(ILC),紧凑型直线对撞机(CLIC)及环形Higgs工厂。目前ILC是最成熟的,其技术设计已完成,技术预研已进行了十多年,取得了巨大的进步。CLIC目前尚处于概念设计阶段,已完成了概念设计,但总体来说技术尚不成熟,一般认为应该是ILC以后的机器。2012年Higgs粒子发现后,国际上提出可以建造周长为30-80公里的环形正负电子对撞机Higgs工厂。我国科学家王贻芳研究员于2012年9月提出可以利用50-70km环型正负电子对撞机Higgs工厂的隧道将来改建为质心能量50-70TeV质子-质子对撞机,大大超过CERN现有的大型强子对撞机LHC。该设想的技术相对ILC来说较成熟,造价相对较低,未来发展潜力巨大,该路径有潜力使中国高能物理研究在未来几十年走到世界前列。目前国内外有许多研究与设计,但还需要较多的时间完成细致的机器优化设计工作。与会专家比较了国际上各种Higgs工厂加速器的特点,介绍了中国环形正负电子对撞机Higgs工厂(CEPC)加速器的设计,并对于未来中国环形正负电子对撞Higgs工厂(CEPC)及未来可能的质子-质子对撞机(SPPC)介绍了我国加速器设计团队提出的初步设计方案,同时结合现有方案给出了初步造价估算。

四、直线对撞机及Higgs工厂粒子物理实验和探测器研究现状


Higgs-工厂(运行在250GeV处的正负电子对撞机)可以胜任对Higgs粒子大部分重要性质的研究,在下一代正负电子对撞机上还可以开展很多通过精确检验标准模型来探索新物理的研究。国际上对此专门成立两个实验合作组:ILD、SiD。CLIC和ILC将在探测器的研制上加强合作。国内的高能粒子探测器研发能力经过了北京谱仪、大亚湾中微子等大型前沿实验的磨练,已经具备了一定的规模和经验。对应于中国下一代能量前沿的高能粒子对撞机实验,我们还缺少一些先进探测器技术和操作经验。这些关键的技术包括抗辐照半导体径迹探测器和相关的电子学、数字化径迹量能器、智能触发器等。



五、我国的下一代高能正负电子对撞机对策


未来高能物理加速器前沿装置无论建造地在国内还是在国外,其技术水平和技术难度都具有国际高度,国际合作不可避免。只有积极参与到国际高能物理加速器国际合作,并做出应有的贡献,以我为主的先进加速器项目才能得到国际高能界的全力配合与支持,我国高能物理队伍水平才能真正提高和不断壮大,中国高能物理的未来道路才能越走越宽。超级Z-工厂能够为实验精确研究Z-玻色子性质,寻找Z-玻色子衰变的稀有过程,把检验标准模型和发现标准模型之外的“新物理”线索或限制特定“新物理”的实验研究提高到其它设备达不到的全新水平。超级Z-工厂应该是我国未来(BEPCII之后)高能加速器物理实验研究需要认真思考和最后做出决定的不多的选项。与会专家认为,CEPC是国际的热点、正确的方向、难得的机遇,但规模庞大、任务艰巨。需要把现在的BEPCII运行好、把工作做细、加强管理、继续提高亮度,培养和传承队伍,提升队伍的自信心和外界对我们的信心,在这基础上才能走远。

六、小结与建议


与会专家在充分交流与讨论的基础上,形成如下基本共识和建议:

1.       高能量是粒子物理发展的最前沿,下一代高能正负电子对撞机是大型强子对撞机(LHC)运行以后的自然选择。

2.       国际直线对撞机(ILC)经过二十多年的准备,已完成技术设计(TDR),建设前的各项准备工作已基本成熟,我国应积极参与ILC的预研与建造。

1)        日本高能物理学界正在积极努力,提出承建ILC,并提供50%的经费,推动日本政府同意将其在日本付诸实施。

2)        欧洲高能物理学界刚刚完成其战略规划(Roadmap),提出如果日本承建ILC,欧洲将积极推动并参加。

3)        美国正在进行高能物理新的五年规划的制定,其政府部门正与日本密切接触,最终结果2013年底前将会揭晓。

4)        由于其科学上的重要意义及技术上的重要性,我国不应该缺席ILC。参加ILC是我国作为世界大国的责任,反映我国在高能物理领域的地位,也是吸引国外科学家参加国内未来重大项目的需要。

5)        中国科学家应积极参与ILC未来的建设与管理,并希望我国政府以实物方式贡献约5%,这是作为重要参加国的必要条件。

6)        希望国家尽快落实对ILC预研经费的支持。同时应适时启动参加ILC项目的论证工作。

7)        应该适度参加各种未来加速器的预研,跟踪国际发展,积累相关技术。

3.       “环形正负电子对撞机Higgs工厂(CEPC)+超级质子对撞机(SPPC)”是我国高能物理发展的重要选项和机遇。

1)        中国应该建立和保持自己的大型高能加速器研究基地,成为重要的国际科学研究中心之一。

2)        在Higgs粒子发现之际,作为BEPCII之后的下一代加速器,在中国建造一个环形正负电子对撞机Higgs工厂是我国高能物理发展的一个重大历史机遇。该加速器可以仔细研究Higgs粒子性质,寻找新物理迹象,也可以降低能量作为Z-工厂运行。

3)        该高能正负电子对撞机科学目标极为重要,未来发展潜力巨大,可以在同一隧道内实现如pp(质子-质子)、AA(重离子-重离子)、eA(电子-重离子)、ep(电子-质子)等的对撞,使我国在未来的几十年内保持先进,成为国际主要的高能物理研究中心之一。

4)        应立即组织队伍,开展方案设计,研究关键问题,探讨实现路径,尽快完成可行性研究报告。

 楼主| hkhtg090201 发表于 2013-11-30 09:10 | 显示全部楼层
科学家识别出现希格斯玻色子第三种衰减路径   2013年11月28日 19时
   粒子物理标准模型几乎正确无误的预言了希格斯玻色子。但理论预言和实际发现之间还是存在偏差,其中之一就是衰减路径。希格斯玻色子是一种巨大的不稳定的粒子,现身后会立即衰减。它有多种不同的衰减路径,大强子对撞机研究人员至今共观察到了两种:衰减成两个高能伽玛射线;衰减成一对W或Z玻色子,之后再衰减成四个轻子。标准模型还预测了一种衰减路径:衰减成一对τ子。τ子和电子、介子都属于轻子家族,质量约为质子的两倍,会在10^(-13)时间内衰减。利用大强子对撞机探测器收集的所有数据,研究人员识别出了通过τ子衰减路径的希格斯玻色子,可信度4.1σ。标准模型又赢了,部分物理学家又感到失望了。

wsl2005 发表于 2014-1-2 15:10 | 显示全部楼层
记得有个【北京正负电子对撞机】的专贴,搜不到,这里有该机的实时运行状态,虽然不懂,贴个链接:http://202.38.128.208/RealTimeLineChart/full1.html
 楼主| hkhtg090201 发表于 2014-10-11 16:00 | 显示全部楼层
LHC发现两种新粒子
   2014年10月09日

       欧洲粒子物理研究所大强子对撞机LHCb实验发现了两种新粒子,其中一种粒子的属性组合以前从未观察到过。被命名为S3*(2860)– 和DS1*(2860)–的新粒子质量是质子的大约三倍,都由一个粲夸克和一个奇夸克构成。DS3*(2860)–的自旋值为3,是至今观察到的第一个由粲夸克构成的自旋值3粒子。相关论文发表在《Physical Review D》和《Physical Review Letters》上(预印本一,二)。


   评论:
    1.  是质子质量的三倍,居然现在才发现,发现质子都这么久了,看样子科学家都是混饭吃的。
    2.科盲就是硬气
    3. 嘿嘿,花我们文盲的银子,搞不出个屁来,即使弄出点名堂来了就马上装外宾,这样的人怎么能硬气?
      ...   ...
 楼主| hkhtg090201 发表于 2014-12-4 09:52 | 显示全部楼层


欧洲大型强子对撞机(LHC)将于2015年3月重新启动


来源:《中国科学报》 作者:张章 2014年10月15日 11:40


[导读] 他们已经开始冷却加速器27公里长的超导磁铁环,为明年的重新启动作准备。但当LHC恢复运行后,循环的成对质子光束以不同的方向在环中运行,Lamont和同事将推动其获得设计的每束7万亿电子伏(TeV)的能量。

原标题:欧洲大型强子对撞机2015年3月将重启


当LHC恢复运行后,循环的成对质子光束以不同的方向在环中运行,并将获得设计的每束7万亿电子伏(TeV)的能量。

图片来源:Andy Potts

Mike Lamont抓起桌子上最后一块羊角面包,边吃边走过欧洲核子研究中心(CERN)控制中心。现在是中午,巨大的蓝色房间里挤满了盯着计算机屏幕的物理学家。作为CERN光束部门的运行经理,Lamont解释道,他们在进行运行测试,以确保意外的计算机电力中断不会影响电网、真空管和超导磁铁,它们组成了CERN的大型强子对撞机(LHC),这是世界上最强大的粒子加速器。

这是能让Lamont和同事在晚上睡个好觉的诸多检查中的一个。他们已经接近完成一个主要的翻新工作,该工作始于去年3月。他们已经开始冷却加速器27公里长的超导磁铁环,为明年的重新启动作准备。但当LHC恢复运行后,循环的成对质子光束以不同的方向在环中运行,Lamont和同事将推动其获得设计的每束7万亿电子伏(TeV)的能量。

Lamont清楚地知道一旦出现错误,将会发生什么。2008年9月,该研究小组尝试倾斜升温这台耗资50亿美元的对撞机到这一能量数字,但最终导致漏电,致使该设备1年多无法使用,并花费了数千万美元进行修理。

“从那时起,我们学到了有关这台机器的很多事情。”Lamont说。研究人员设法修理了这台机器,并在2009年年底重新启动,但他们仅以设计功率的一半运行LHC,以避免再次停工。不过,这也足以碰撞出科学家长期寻找的希格斯玻色子的决定性证据。

LHC物理学家希望从该机器的运行中获得更多东西。新发现的希格斯玻色子是唯一的此类粒子,还是仅是整个家族中最轻的成员?或许高能量将产生其他未被纳入标准模型的新奇异粒子。

数十年来,理论学家一直在预测这种粒子的存在。寻找超对称性粒子将是这台重新启动的机器的主要目标。甚至还有可能出现更特殊的结果,例如超越常见的三维空间维度。但一切的前提是,Lamont和同事能让LHC全功率运转。

滴答声和嘶嘶声

走出控制中心,Lamont戴上头盔、穿上过膝靴子和应急呼吸器,然后走进电梯,降入100米的地下。电梯门在服务走廊中打开,从这里有一条通道通向LHC隧道,隧道里,一连串圆柱形、亮蓝色的磁铁弯曲着伸向远方。

即便已经在这里工作了25年,Lamont说自己依然对这台复杂的机器保持着敬畏。LHC能发出嗡嗡声、滴答声和嘶嘶声,并且它的隧道有金属、尘埃和温暖电路的味道。这个15米长、35吨重的磁铁被千斤顶从混凝土地板上撑起,里面塞满了错综复杂的电线和管道,这些包围着穿过其中心的密闭的束流管。

为了避免另一次短路,LHC装配了传感器和数千米长的电缆,以探测电泳最微弱的信号。至关重要的是,连接磁铁的1万个超导连接器被加强或取代——超过250个人用1年多时间才完成这项工作。

自6月开始,该研究小组已经将磁铁冷却到1.9开尔文的运行温度,在这一温度下,产生磁场的载流电缆会具有超导性。要保持这一过程易于管理,LHC环被分成8个部分,各部分能被单独冷却。一旦磁铁被冷冻,研究小组就会进行电测试,以确保它们能高功率运行。

Lamont已经知道,事情不会一帆风顺。在地上测试中,一批磁铁表现很好,但出于某些原因,“熄灭”或丧失了超导性。他表示,这不是灾难,但修理磁铁需要时间,“有数百个家伙!”

但最终,质子束将再次穿越LHC——目前计划时间为2015年3月。在那之后,还将进行数周测试,然后物理学家将开始指导光束进行碰撞,检验探测器是否能安全地收集数据。

隧道里出现模糊的烧焦味。Lamont解释道,真空管要加热到能赶走迷路的微粒。在另一侧,躺着LHC四个主要粒子探测器之一——ATLAS。很快,高能质子将被点燃穿过这里进入ATLAS。

系统升级

离开ATLAS约8.5公里后,LHC环的背面,Tiziano Camporesi抬头凝望着12500吨重的紧凑渺子线圈(CMS),并对30年前设计它的物理学家的大胆尝试感到惊讶。“他们一定是疯了。”他说。许多人声称这台机器太过复杂,无法运行。但它成功了,Camporesi说,并且“远好于我们的预期”。CMS和ATLAS正是2012年识别出希格斯玻色子的探测器。

作为CMS合作项目的发言人,Camporesi正在协调明年的高能运行活动。在LHC停顿期间,他的团队已经进行了一些必要的修理和升级工作。他们带来了好消息:在探测器的中心区域,光束在这里相交且新产生的粒子从碰撞点向外爆炸,敏感的硅追踪器完好地保存下来而未受辐射损伤。但CMS物理学家替换了几个产生错误结果的光电倍增管。

Camporesi尤其感到自豪的是,在每个碟形室的两端增加了CMS,以提高探测渺子的能力。这一升级将加强探测器的“触发器”,这是电子学和软件的结合物,监控穿过探测器的粒子流,并寻找未来值得研究的重要事件线索。Camporesi说,数十年来,物理学家一直在使用此类触发器。

但LHC的未来运行将不仅提高光束的能量,还将增加携带的质子数量。结果是,将在CMS内每秒发生10亿~20亿次碰撞。在这些事件中,触发器必须决定储存哪些数据用于未来研究。“这现在占用了我们的大部分时间。”Camporesi说。

大数据挑战

一旦整修一新的LHC重新运转,来自CMS和其他探测器的粗略电子信号将通过光纤回流到CERN主要园区。电缆与实验室的计算机中心直接相连。处理器将对输入数据进行分析,以确定每次碰撞产生的粒子的身份、能量和方向。结果将被保存在磁带里——这种老式的媒介比数字存储更便宜、更持久。

但是,仅仅存储信息无法满足研究人员的“胃口”。目前,物理学家花费大部分时间编写数千条计算机代码,从数百万次碰撞中寻找异常信号。为了满足需求,CERN建立了全球计算机网格。这些计算机中心与名为tier-2节点的150个小型计算机簇相连,这些计算机大部分为大学拥有。

对于终端用户而言幸运的是,他们不需要知道这些。一位物理学家只需要向网格递交项目,制定要检查的撞击事件。网格软件将自动连接控制中心,并传回需要的数据。如果不是这些网格,英国剑桥大学物理学家Jeremy Coles和同事可能现在还在寻找希格斯玻色子。

Coles表示,未来的挑战是处理极高的事件率。在LHC初次运行期间,尽管对探测器触发装置进行了大幅修整,但数据仍然以每年15兆字节的速度积累——大于YouTube网站每年上传的视频总和。当明年LHC重新启动时,加倍的碰撞数目将把这一速率提高到30兆字节。

Coles相信,该计算机网格能够应对这一增长,至少因为技术进步能让计算机中心更紧密。“在过去10年中,网络发展速度非常快,远超我们的想象。”他说。例如,去年,CERN通过两根电缆连接了位于匈牙利布达佩斯的设备,从而扩展了数据中心的能力。

但是,这里的数据不会停止。到本世纪20年代初,LHC的数据猛增产出能力将达110兆字节每年,最终将达400兆字节。“我们目前没有办法处理这些。”Coles说。而让问题更严重的还包括计算机芯片速度停滞不前。

无论如何,当上世纪80年代CERN物理学家需要更好的方法分享信息时,互联网出现了。90年代,当需要更好地访问计算机资源时,他们发明了世界上最大的计算机网格。因此,LHC的科学家有信心解决目前面临的问题 。(张章)

http://www.wokeji.com/guojipinda ... 141015_839199.shtml






DF21 发表于 2014-12-5 05:59 | 显示全部楼层
LHC这年头停摆的次数比运行的还多吧
 楼主| hkhtg090201 发表于 2015-5-7 05:58 | 显示全部楼层
升级后的LHC开始粒子对撞 升级后的大强子对撞机(LHC)朝着 正式开始物理实验迈出了重要一 步:重新开始了质子对撞。这次对撞 是出于测试和检查目的,质子只加速 到450 GeV, 对撞能级不到1 TeV (900GeV)。而升级后的LHC能将粒 子加速到6.5 TeV,对撞能级达到 13 TeV。此前,LHC成功测试了将粒子加 速到6.5 TeV,但没有进行对撞。
 楼主| hkhtg090201 发表于 2015-5-22 22:36 | 显示全部楼层
LHC对撞能级达到创纪录的13TeV

欧洲粒子物理研究所宣布,大强子对 撞机(LHC)的质子测试对撞能级首 次达到了创纪录的13TeV,比之前的 记录高出60%。花了两年时间升级改 造的LHC从今年4月开始重启,13TeV 是LHC升级后能完成的标准对撞能 级。LHC的测试还将会持续数周,预 计将于6月初正式启动第二阶段的对撞 实验。 本
 楼主| hkhtg090201 发表于 2015-6-5 06:24 | 显示全部楼层
正式投入第二阶段使用

当地时间6月3日10点40分,花了两年时间升级的大 强子对撞机(LHC)再次开始产生科学数据,物理学 家现在能以13TeV的能级对撞粒子。LHC是在2013年 2月14日第一阶段运行完成之后关闭,期间它最引人 注目的成就是发现了希格斯玻色子。2015年4月开始 逐步恢复运行。6月3日,对撞实验再次启动,探测 器开始收集数据用于分析。LHC第二阶段的运行计划 在2018年结束,机器将再次维护升级。物理学家希 望新一轮的数据将能回答粒子标准模型一些长期存在 的问题,如暗物质是什么,希格斯玻色子为什么如此 轻。 回复 L
 楼主| hkhtg090201 发表于 2015-7-17 10:24 | 显示全部楼层


大型强子对撞机发现五夸克粒子
   2015年07月15日
     新浪科技

   


     图示为在一个五夸克粒子中五个夸克可能的组合方式。


    在LHCb实验中科学家们采用高精度的度量来揭示新的五夸克粒子。
  
  
     五夸克粒子的另一种组合方式,介子粒子(一个夸克和反夸克)和重子(三个夸克)微弱地连接在一起。
   
  
     LHC于上个月发布了两年来的最新数据。
    

     新浪科技讯 北京时间7月15日消息,据国外媒体报道,瑞士日内瓦大型强子对撞机中心(Large Hadron Collider, LHC)的科学家们宣布他们发现了一种新的粒子,并将其命名为五夸克。
  其实科学家们早在20世纪60年代就已经预测了五夸克的存在,但是,就像之前的Higgs boson粒子,科学家们直到几十年后才在大型强子对撞机中心检测到了五夸克粒子。 这个发现是在LHC的LHCb实验中获得的,该发现相当于一种新的物质形态的出现。科学家们已经将研究成果提交给《Physical Review Letters》杂志。

  在1964年,两位物理学家Murray Gell Mann和George Zweig分别提出了被称作夸克的亚原子粒子的存在。他们推测,如果重子和介子是由其它新的粒子组成的话,那么在理论上就可以很好地解释这两种粒子的关键属性。Zweig将新的粒子命名为“aces”,而Gell Mann则坚持使用“quark”,即夸克作为名字。

  该假设同样允许其它夸克状态的存在,如五夸克。这个纯粹的理论粒子由四个夸克和一个反夸克组成(一个反夸克相当于一个普通夸克)。
  在2005年左右,有几支团队声称他们检测到了五夸克的存在,但是随后他们的发现并没有被新的实验所证实。大型强子对撞机中心LHCb实验的负责人Patrick Koppenburg告诉BBC新闻:“关于五夸克的新闻一直持续不断,这也是我们对于发表文章如此谨慎的原因。而且关于五夸克的新闻大部分的发现都被后来的实验证实是错误的。”

  在LHCb实验中,物理学家们研究了一个叫做Lambda b的亚原子衰变或者变换成其它三个粒子的方式。这些中间状态已经被命名为Pc(4450)+和Pc(4380)+。雪城大学的物理学家Tomasz Skwarnicki告诉记者:“我们已经检查了这些信号的所有可能性,并且得出结论,它们只能通过五夸克来解释。”
   
 先前的实验只是测量了所谓的质量分布。和背景噪声进行比较,如果出现一个统计意义上的峰值,那么有可能预示着一种新型粒子。但是对撞机能够使研究人员从另外的视角观察数据,也就是说能够从粒子运行的四个不同角度来观察。Koppenburg博士说:“我们将问题从一维转化为五维,这样就能够描述在衰变过程中所发生的一切现象。如果我们观察到的现象是由于其它已有物质而非一个新的粒子所产生的,这是根本说不过去的。”
  LHCb实验发言人Guy Wilkinson最后总结说:“五夸克不仅仅是一个新的粒子。它代表了一种产生夸克的方式,而这些夸克是普通质子和中子的最基本的组成单元。这种模式在以前的实验中从未被观察到。研究五夸克的性质可以使我们更加深入地了解物质是如何构成的。”
  LHC计划从四月开始进行为期两年的系统维修和升级计划。(愿愿)


 楼主| hkhtg090201 发表于 2015-12-18 16:21 | 显示全部楼层
大型强子对撞机发现新型粒子 或为上帝粒子变种  新浪科技





大型强子对撞机(LHC)近日或发现了一种具有“石破天惊”意义的新型基本粒子。

 
 大型强子对撞机(LHC)近日或发现了一种具有“石破天惊”意义的新型基本粒子。该粒子可能是希格斯玻色子的一大变种。这一发现一旦得到确认,将会改变我们对宇宙运作方式的理解。本图显示了LHC中成对质子(标为绿色)的产生场景。



 
 作出这一发现时,物理学家在两台LHC探测器收集的数据中发现了一些意料之外的能量激增现象。这些激增的能量高达750十亿电子伏(GeV)。科学家认为,这一现象是超级高能质子相撞的结果。



 
 就在上个月,LHC刚刚打破了另一项记录,让专家得以对只有宇宙大爆炸后才存在的一种物质状态进行研究。图为LHC中铅离子相撞的情景。



  LCH让铅离子在1045万亿电子伏特的能量下相撞,比此前该类型的任何一次实验都高出两倍之多。实验中的温度更是高达数万亿摄氏度。图为铅离子在ALICE中相撞的情景。



  欧洲核子研究组织的专家随后展开了紧锣密鼓的研究,对LHC进行了重新配置,从而有了本次突破性的发现。图为铅离子在LHCb中相撞的情景。


 
 今年5月,LHC将亚原子粒子相撞,创下了一项新的记录。 在这一世界上最大的粒子加速器升级换代了两年多之后,它所能达到的能量是之前的两倍还要多。这为它的巨型探测器涉足“新物理”领域创造了条件,如研究高级时空维度和暗物质等。



  新浪科技讯 北京时间12月18日消息,据国外媒体报道,大型强子对撞机(LHC)近日或发现了一种具有“石破天惊”意义的新型基本粒子。该粒子可能是希格斯玻色子的一大变种。这一发现一旦得到确认,将会改变我们对宇宙运作方式的理解。
  作出这一发现时,物理学家在两台LHC探测器收集的数据中发现了一些意料之外的能量激增现象。这些激增的能量高达750十亿电子伏(GeV)。科学家认为,这一现象是超级高能质子相撞的结果。LHC的紧凑μ子线圈(CMS)和超导环场探测器(ATLAS)都检测到了这一变化。
  在这些能量水平上,科学家发现,当质子等质量较大的粒子相撞时,光子数量就会大幅增加。如果上述能量激增现象得到证实,就说明质子碰撞会制造出新的粒子。科学家称,这将有助于他们对用来解释宇宙中粒子运作方式的“标准模型”做出修改。“我想,目前还没有人认为这是一件板上钉钉的事,”研究人员之一、纽约大学的凯尔·克兰默(Kyle Cranmer)说道,“但如果这是真的,那就是一件石破天惊的大事了。”
  一种理论认为,这种粒子是希格斯玻色子的一种质量更大的形式。另外一种理论则认为,该粒子为引力子。而一旦发现了引力子,我们便能证实新的时空维度的存在。法国物理学家亚当·法尔科夫斯基(Adam Falkowski)连续好几天时间,在自己的推特上发表与本次研究结果有关的暗示。“该粒子最可能是某一大型结构的一小部分,可能与电弱对称性破缺和标准模型的层级问题有关。”法尔科夫斯基写道。“如果该信号真实存在的话,这可能就标志着粒子物理学的黄金时代的开始。”
  但研究人员并没有对此感觉特别兴奋。美国知名科技博客Gizmodo指出,最可能的一种解释是,这两次独立的实验都发现了这一现象,只不过是出于巧合而已。
  就在上个月,LHC刚刚打破了另一项记录,让专家得以对只有宇宙大爆炸后才存在的一种物质状态进行研究。在这项研究中,LCH让铅离子在1045万亿电子伏特的能量下相撞,比此前该类型的任何一次实验都高出两倍之多。实验中的温度更是高达数万亿摄氏度。
  欧洲核子研究组织的专家随后展开了紧锣密鼓的研究,对LHC进行了重新配置,从而有了本次突破性的发现。今年11月17日,专家让一些重离子束相撞,并于几天后宣布它们进入了稳定状态。“作为LCH丰富的研究项目的一部分,每年花上一个多月时间让离子相撞是我们的一项传统。” 欧洲核子研究组织的总干事罗尔夫·赫尔(Rolf Heur)说道。“但今年的情况比较特殊,因为我们的实验能量比之前都高,而且研究的宇宙阶段比此前都要早。”
  在宇宙诞生伊始,物质都是以极热、极稠密的状态存在的。这些像汤一样的混合物主要由夸克和胶子构成,而它们现在则是质子和中子的组成部分。“我们希望能用离子碰撞解决宇宙形成初期的一系列问题。而在LHC停工休整期间,我们为了这一目的,专门对其进行了设计和改进。”
  “例如,我们很希望弄清能量的增加是如何影响粲偶素的形成的,并在统计学的帮助下对重夸克和‘喷射淬火’现象展开进一步了解。”


  “我们正在通力合作,准备踏上新的发现之旅。”
  通过增加铅离子碰撞的能量,LHC产生的夸克和胶子等离子体的数量和温度也随之增加。对这一材料的研究能够让科学家对生命的起源产生新的理解。进一步的碰撞结果将由大型强子对撞机底夸克实验(LHCb)予以记录,且使用的数据将从四次大型LHC实验中收集而来。“对于研究大型强子对撞机底夸克实验中的未知因素来说,这将是令人激动的一步。该实验具有非常精确的粒子识别能力。” LHCb项目发言人盖伊·威尔金森(Guy Wilkinson)说道。
  “我们的探测器能够让我们成功开展测量,并与LHC环线上其它研究所的合作伙伴的测量结果相互补充。”
  今年5月,LHC将亚原子粒子相撞,创下了一项新的记录。在这一世界上最大的粒子加速器升级换代了两年多之后,它所能达到的能量是之前的两倍还要多。这为它的巨型探测器涉足“新物理”领域创造了条件,如研究高级时空维度和暗物质等。(叶子)



 楼主| hkhtg090201 发表于 2016-5-5 08:21 | 显示全部楼层

上帝粒子之后 欧洲大型强子对撞机还能有发现新吗?
  腾讯科技  2016年05月04日


[摘要]大型强子对撞机(LHC)正准备粒子对撞的另一个试验,来揭开宇宙的奥秘。

上帝粒子之后 欧洲大型强子对撞机还能有发现新吗?

   欧洲核子研究中心的科学家现正在做安全测试,在大束的粒子砰击在一起之前擦净对撞隧道,希望能生产出足够的数据来来明确这一奥秘

腾讯太空讯 据国外媒体报道,大型强子对撞机(LHC)正准备粒子对撞的另一个试验,来揭开宇宙的奥秘。这些碰撞是大爆炸的迷你版本,有助于发现全新的粒子,这将颠覆我们对物理的理解。自从12月份两个单独的LHC探测器出现了新粒子的早期迹象,科学家们已对这一可能性感到兴奋。他们表示这将超越他们于2012年发现的希格斯玻色子。理论物理学家Csaba Csaki表示如果这是真的,这可能是他职业生涯中所看到的最令人激动的事情,比发现希格斯玻色子本身更令人兴奋。

欧洲核子研究中心的设施以系列加速器为特色,其中最大的是LHC,建立在一个17多英里(27公里)长的隧道里。成千上万的科学家、工程师和技术人员花了几十年来规划和建设的机器。这台机器被安置于法国和瑞士的边界地下,并已取得了一些重大发现。2012年,欧洲核子研究中心的科学家发现了希格斯玻色子。“希格斯”杀进了物理学的标准模型,它的目的是解释宇宙是如何在在无穷小的水平上构造的。上个月,他们宣布发现了一种新的粒子,称为五夸克态类。

科学家现在想让更多的光照在“暗物质”上。他们也希望能揭示关于超对称性的新细节。粒子物理标准模型无法解释,它的存在可能会导致一个全新的粒子集的发现,甚至可能是第五种基本力。John Ellis教授表示如果它真的存在,这将是完全超越标准模型的东西,是一组大的全新粒子的冰山一角。12月份,Cern的两探测器,ATLAS和CMS正在寻找新物理,发现了一个潜在的新粒子。Cern官方表示这个神秘粒子将比顶夸克重将近4倍,比希格斯重6倍。

科学家表示如果12月份的结果得到证实,这可能有助于阐明谜团,或它可以向引力子发射信号。但仍有许多不明原因,物理学家表示新粒子的发现,无论今年还是以后,碰撞变得越来越强大可能是不可避免的。阿特拉斯团队负责人Dave Charlton表示十二月的结果可能只是一个“波动”,在这种情况下对科学来说真的不算任何结果。

欧洲核子研究中心的科学家现正在做安全测试,在大束的粒子砰击在一起之前擦净对撞隧道,希望能生产出足够的数据来来明确这一奥秘。该设施面临一系列的障碍,上星期五它因为一只黄鼠狼的破坏而暂停工作。

尽管面临挑战,LHC最近几年前所未有的力量已经颠覆了物理学。无论发生什么,实验家和理论家都同意由于高强度碰撞带来的大量数据,2016将是令人兴奋的一年。在能源方面,LHC将接近全油门。但伊萨卡康奈尔大学的理论家Csaki表示初步的研究结果还没有资格被称为新发现。(罗辑/编译)
 楼主| hkhtg090201 发表于 2017-5-2 21:19 | 显示全部楼层
                                                                                 物理学家为 LHC 数据异常兴奋不已                            
        
                                        2017年05月02日

        
                                                               物理学家希望,在大型强子对撞机(LHC)5 年来收集的数据中发现的一系列最新异常,能够为全新的基本粒子指明方向。最近 CERN 研讨会上报告的发现,可能是分析新数据时衰减的统计波动。但这很有趣,因为它似乎与此前报告的异常相一致。而且它与一些理论物理学家基于此前的报告作出的新物理预测相符合。在最新研究中,研究人员检查了来自 LHCb 的两组分开的 B - 介子衰变数据,在每个案例中发现一个异常,其统计显著性低于 2.5 西格玛(统计置信度的一个标准)。这低于通常宣布一项 “发现” 所需要的 5 西格玛门槛。但 LHCb 发言人 Guy Wilkinson 指出,LHCb 已经发现许多与介子衰变相关的类似异常。            
        


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