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3 疯狂的实验(第7页)

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与此同时,欧洲核子研究组织怀着发现W和Z玻色子的热情,开启了一项崭新的、雄心勃勃的项目—大型正负电子对撞机,一个大型电子加速器,致力于对W和Z玻色子这两个新来者进行精密研究。

每年数百万的Z玻色子需要将电子和正电子加速到每束45GeV的能量,并且只有一种方法来限制同步辐射造成的损耗:通过最大化曲率半径。

结果产生了一个周长27km,挖掘到了地下一百米处的巨型加速器。

就在鲁比亚宣布发现Z玻色子和W玻色子的神奇的1983年,美国取消了伊莎贝尔项目,莱德曼提出了超导超级对撞机项目。

这台新机器的主要目的是测量携带弱相互作用的玻色子的所有特性,特别是它们的质量和性质,并将它们与标准模型的预测进行比较。

他们已经计划将束流的能量提高到80GeV,以产生成对的W玻色子,如果可能的话,还会进一步寻找超对称性或希格斯玻色子。

下一步已经在脑海中了。

那条隧道将来可能容纳一个巨大的质子加速器。

如果这项技术可以生产两倍于兆电子伏特加速器的超导磁体,它可能会导致14TeV的碰撞。

大型正负电子对撞机的挖掘工作立即开始了。

该项目由意大利物理学家埃米利奥·毕加索负责。

只要深入日内瓦广阔的冲积平原,一切便会顺利进行,这些稳定的沉积物层也许是由汝拉的第四纪大冰川形成的紧实的磨砾层或是由冰碛组成的基质层。

当现在的阿尔卑斯山脉还静静地立在海底时,这些沉积层一直延伸到了海中。

我们在汝拉山下挖掘时,意外接踵而至。

汝拉是高压水的迷宫,是可达到40倍大气压的真正的地下河。

为了减少穿山隧道的长度,设计进行了多次修改。

最初计划的8km被减至3km左右,所有的努力都是沿着一条避开已知含水层的道路进行,但没有办法完全避开它。

在山下,隧道是用炸药炸开的,突然之间,我们面临着工程师们千方百计想要避免的噩梦。

地质地图没有预见到的高压水源侵入了隧道。

距离隧道竣工还有几百米,但工程必须放慢速度,在现场找到新的解决方案。

在2008年,加速器的3-4扇区发生故障,导致大型强子对撞机瘫痪一年。

尽管困难重重,这项工程仍如期完成,法国总统弗朗索瓦·密特朗于1989年7月14日为庞大的基础设施建设揭幕。

这个日期不是随意选定的。

这个“指环”

是欧洲科技的骄傲,它与法国大革命两百周年的盛大庆典相得益彰。

当大型正负电子对撞机开始工作并产生出色的结果时,卡罗·鲁比亚,是的,他刚刚被任命为欧洲核子研究组织的总干事,正在重新向刚批准了超导超级对撞机项目的美国发起挑战。

1990年,他向全世界宣布:在新的大型正负电子对撞机环上(现在拥有电子和正电子),我们将通过质子循环来建造大型强子对撞机—欧洲版超导超级对撞机。

欧洲核子研究组织新型加速器的能量受到环尺寸的限制。

在27千米的圆周上,即便使用仍在研发中的最先进的超导磁体,要达到预期的40TeV的能量也是不可想象的。

大型强子对撞机的14TeV意味着将产生更少数量的大质量粒子,如希格斯玻色子,因此不太可能在与美国的竞争中获胜,但是失去的能量可以通过提高亮度来恢复。

鲁比亚决定大型强子对撞机的亮度将比预期的超导超级对撞机高10倍,但是高亮度意味着非常高强度的束流、大量几乎不可能管理的粒子,探测器将被辐射烧毁,如此先进的技术被认为是不可能实现的。

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