大型强子对撞机已经成功地将第一个原子加速到惊人的速度,这一壮举有一天可能会导致物质的新形式.
位于法国和瑞士边境的欧洲核研究中心的大型强子对撞机能够将成熟的原子加速到接近光速。
专家表示,这是欧洲核子研究中心伽马工厂的第一次成功测试,该项目旨在寻找产生高能伽马射线的新方法。
大型强子对撞机加速原子
LHC通常会产生质子之间的碰撞,然后在机器关闭之前的四周内粉碎原子核年度维护.这是原子加速器第一次使原子核加速,至少有一个电子围绕原子核运行。
欧洲核子研究中心的科学家们在一份声明中表示,他们能够用一个电子加速铅核,这一过程对大型强子对撞机的物理学家和工程师Michaela Schaumann来说非常具有挑战性。
Schaumann解释说只有一个电子的原子非常脆弱。LHC内部发生的过程可以很容易地将剩余的电子从原子核中剥离出来。
当这种情况发生时,原子核会撞到束管壁上,因为它不再与粒子加速器的磁场同步了。
横梁长期保持
在第一次运行中,操作人员将24束原子放入大型强子对撞机中,使其处于稳定的低能状态长达一小时。当开关开到最大功率时,大型强子对撞机能够维持束流两分钟,然后自动倾倒。
“如果太多粒子偏离轨道,大型强子对撞机就会自动倾倒粒子束,”Schaumann说解释了.“我们的首要任务是保护大型强子对撞机及其磁体。”
操作人员进行了第二次实验,这次放置了6组原子,而不是24组。大型强子对撞机在故意倾倒该束流之前,能够维持束流两个小时。
专家们惊讶地发现,大型强子对撞机可以维持束流约40小时,远远超过他们预测的15小时。现在的问题是,LHC能否通过改变机器的设置(在实验中为质子进行了优化)来将束流维持在更高的能量。
实验可能导致伽马射线
这一发现有一天可能会让科学家们以新的方式产生伽马射线。这个过程包括向原子发射激光,这会激发电子,使它们跃迁到更高的能级。
当这些电子反弹到之前的水平时,它们会产生光子。因为原子以疯狂的速度运动,轻粒子的能量会被提升。
生成的伽马射线可以用来制造电子、夸克、甚至μ子等粒子。它们还可能导致新的物质种类,包括暗物质还有其他形式。