欧洲正式将目光投向大型大型强子对撞机的继任者

2020-06-26 06:50:01

大型强子对撞机是人类有史以来建造的最强大的粒子对撞机,它位于一条27公里长的巨大隧道中,隧道延伸到瑞士和法国的乡村。人们经常忽略的是,这条隧道是为早期的硬件--大型电子-正电子对撞机(LEP)建造的。LEP是专门为研究Z玻色子提供一种干净的方法而建造的;后来才将其改装成高能质子对撞机,使希格斯玻色子得以发现。

现在,欧洲正式承诺采取类似的方法:在欧洲核子研究中心(CERN)设施中建造一条巨大的隧道,使粒子相互碰撞,从而能够对希格斯玻色子进行干净的研究。但欧洲保留了将隧道用于未来对撞机的选择,该对撞机的能量可能比大型强子对撞机高出近10倍。

电子和正电子是基本粒子;据我们所知,它们没有更小的粒子组成它们。这使得它们的碰撞非常干净。相比之下,大型强子对撞机碰撞的质子是由一组夸克和胶子组成的,这使得它们的碰撞成为一组复杂的亚碰撞,很难解释。

这使得电子和正电子成为粒子详细表征的更好候选者。但它们不太利于发现。当粒子被迫绕着圆形对撞机的弯曲路径移动时,它们会辐射出一些能量,导致它们减速。这限制了碰撞所能达到的能量。这就是为什么欧洲核子研究中心用大型强子对撞机取代了LEP;质子,由于它们的质量较大,在圆形对撞机的曲线上损失的能量较少。因此,它们可以被提升到更高的能量。