質(zhì)子束流、低溫、超導(dǎo)體、大規(guī)模的地下實驗室——歡迎來到歐洲核子研究中心(CERN)!CERN是世界上最大的粒子物理學(xué)實驗室,也是全球資訊網(wǎng)的發(fā)祥地。它整個機構(gòu)位于瑞士日內(nèi)瓦西部接壤法國的邊境,成立于1954年9月29日,為高能物理學(xué)研究的需要提供粒子加速器和其它基礎(chǔ)設(shè)施,以進行許多國際合作的實驗。
同時也設(shè)立了資料處理能力很強的大型電腦中心,協(xié)助實驗數(shù)據(jù)的分析,供其他地方的研究員使用,形成了一個龐大的網(wǎng)路中樞。
CERN最近的一次震驚物理界的成果當(dāng)屬利用大型強子對撞機(LHC)發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子,又被稱為“上帝粒子”,是一種亞原子粒子。理論上認(rèn)為它應(yīng)當(dāng)是構(gòu)成宇宙的最基本組成部件之一,其作用是解釋為何其它粒子會擁有質(zhì)量。上帝粒子的存在,將有助解釋物質(zhì)為何有質(zhì)量。
今天帶領(lǐng)大家走進神秘的CERN,一起來看看這片物理學(xué)的圣地:
CERN的行政和運營設(shè)備坐落于汝拉山腳下,處于法國和瑞士的邊界,大多數(shù)員工每天要穿梭于邊界數(shù)次,你能經(jīng)??吹?8號電車,從日內(nèi)瓦而來,終點是CERN的接待處。
下了電車后,你會首先看到這個超大的穹頂建筑,它的名字叫“Globe of Science and Innovation”(科學(xué)和創(chuàng)新之球),用來舉辦各類展覽。盡管它的表面看起來似乎是銹跡斑斑,但其實是由木材建造的。
走進33號建筑(CERN的接待和游客中心),地板上是一個千變?nèi)f化的“Cosmic Song”(宇宙之歌)地板,由法國設(shè)計師Serge Moro在1986年設(shè)計建造,其顏色的變化代表著宇宙射線粒子對地球的撞擊。
CERN寫字樓前的一片草地上是探測器墓地,安放著廢棄的粒子探測器,充滿復(fù)古的現(xiàn)代藝術(shù)氣息。
CERN創(chuàng)建于1954年,園區(qū)內(nèi)收集了不少20世紀(jì)中期的經(jīng)典設(shè)計。
在這個走廊辦公室中,WWW萬維網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)被開發(fā)出來。
在到達緊湊型μ子螺旋型磁譜儀(Compact Muon Solenoid,CMS)之前,你會見到很多重型起重設(shè)備,當(dāng)前它們都在閑置著。
通過這一系列錯綜復(fù)雜的管道將冷卻、壓縮空氣等各種各樣的要求傳送到CMS。
CMS控制室:
員工正在控制室監(jiān)控電力系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、地下空氣系統(tǒng),瑞士的電網(wǎng)無法提供足夠的電力來滿足CERN的需要,所以他們要同時使用法國和瑞士的能源,此外還擁有自己的緊急供電系統(tǒng)。
某些定制的探測器和開關(guān)設(shè)備:
CERN的官方色彩是橙色和藍(lán)色,這些是橙色的頭盔:
在這里,死亡永遠(yuǎn)距離你只有幾步之遙,你可能會觸電而亡或是被輻射致死或是毒氣,甚至可能被瞬間蒸發(fā)為空氣,總之,太危險了。
當(dāng)大型強子對撞機啟動并運行時,CERN計算團隊的任務(wù)就是記錄并收集每秒6億次質(zhì)子碰撞的碎片。因此,每個探測器站都有自己的服務(wù)器機房,這里遍布形形色色的電纜、連接器、開關(guān)和調(diào)節(jié)器。
CMS的微縮內(nèi)部模型:
進入CMS前的安全操作指示:
眼球掃描儀,這里的安檢措施很繁瑣,但是也非常必要,只有授權(quán)的人才能進入大型強子對撞機(LHC)的隧道。
這里就是CMS:
它位于100米深的地下,重12500噸,長15米,直徑25米。
站在巨大的CMS設(shè)備前,人顯得很小。
探測器站之間的環(huán)形隧道,開創(chuàng)了世界上最昂貴項目的先河,不過大型強子對撞機又重新利用了這些隧道,省去了一筆資金。在這條長27公里的隧道內(nèi),質(zhì)子束被加速到接近光速的速度,而后發(fā)生對撞。
隧道里的交通工具,對比之下顯得小巧可愛。
放射性罐:
設(shè)備上的涂鴉:
ALICE(大型離子對撞機實驗)探測器使用更節(jié)能的室溫磁鐵,使用水冷就可以實現(xiàn)充分的冷卻。
ALICE的主要數(shù)據(jù):26米長,高度和寬度均為16米,10000噸的重量。
龐雜的電纜:
當(dāng)LHC啟動和運行時,ALICE兩側(cè)的紅色大門要關(guān)閉。
抬頭看的時候,會見到熟悉的從地面伸下來的供應(yīng)管道。
目前CERN的工作人員正在進行升級工作,以便ALICE和其它三個探測器能在接下來的三年內(nèi)完成繁重的科研工作。
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強子對撞擊
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