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氦气帮助科学家寻找上帝粒子

更新时间:2012-7-10 9:15:51
 
       40年前,瑞士的科学家们宣布发现“上帝粒子”,并利用大型强子对撞机(LHC)一直在寻找,并首次提出它的存在。
 
    这一发现标志着几十年来,人类对原子物理学的理解迈出了最大的一步,并将导致新技术的产生和应用。
 
    使用液态氦冷却大型强子对撞机的超导磁体在这一发现之旅起到了关键的作用。
 
    为了达到这样的加速目的,欧洲核子研究中心的科学家们使用了大型强子对撞机设备。这是一台埋设在法国-瑞士边境地区地下的环形装置,长度约16.8英里(约合27公里),埋设深度约330英尺(约100米)。整个对撞系统装备有9300块磁铁,并利用液态氦气冷却至-271.25摄氏度。这样的条件让大型强子对撞机有能力将质子流加速到光速的99.99%。这些质子流会经过6台不同的探测器,这些探测器会进行不同的实验。驱动这些探测器所需的电力供应是惊人的——120兆瓦,这几乎相当于邻近的瑞士城市日内瓦的所有家庭用电总和。
 
    大型强子对撞机的超大型超导磁铁,使用大量的液态氦,以使周围的粒子束保持弯曲。
 
    然而在20089月,两个大型强子对撞机的磁体故障造成一次大型的氦气泄漏(被认为是一吨液态氦气)和项目暂时停机维修,并在2009年重新启动。
 
    大型强子对撞机的磁体设计和超导,这意味着可将磁体材料变成零电阻和功率,可以通过损耗非常小的电流。
 
       但要成为超导体,前提条件就是使用液态氦气作为制冷剂,将磁体冷却至极低的温度下。
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