質(zhì)子束流、低溫、超導(dǎo)體、大規(guī)模的地下實(shí)驗(yàn)室——?dú)g迎來(lái)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(shí)驗(yàn)室,也是全球資訊網(wǎng)的發(fā)祥地。它整個(gè)機(jī)構(gòu)位于瑞士日內(nèi)瓦西部接壤法國(guó)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(jìn)行許多國(guó)際合作的實(shí)驗(yàn)。
同時(shí)也設(shè)立了資料處理能力很強(qiáng)的大型電腦中心,協(xié)助實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,供其他地方的研究員使用,形成了一個(gè)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(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(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(huì)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(jìn)神秘的CERN,一起來(lái)看看這片物理學(xué)的圣地:
CERN的行政和運(yùn)營(yíng)設(shè)備坐落于汝拉山腳下,處于法國(guó)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(hào)電車(chē),從日內(nèi)瓦而來(lái),終點(diǎn)是CERN的接待處。
下了電車(chē)后,你會(huì)首先看到這個(gè)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(lái)舉辦各類(lèi)展覽。盡管它的表面看起來(lái)似乎是銹跡斑斑,但其實(shí)是由木材建造的。
走進(jìn)33號(hào)建筑(CERN的接待和游客中心),地板上是一個(gè)千變?nèi)f化的“Cosmic Song”(宇宙之歌)地板,由法國(guó)設(shè)計(jì)師Serge Moro在1986年設(shè)計(jì)建造,其顏色的變化代表著宇宙射線粒子對(duì)地球的撞擊。
CERN寫(xiě)字樓前的一片草地上是探測(cè)器墓地,安放著廢棄的粒子探測(cè)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(jì)。
在這個(gè)走廊辦公室中,WWW萬(wàn)維網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)被開(kāi)發(fā)出來(lái)。
在到達(dá)緊湊型μ子螺旋型磁譜儀(Compact Muon Solenoid,CMS)之前,你會(huì)見(jiàn)到很多重型起重設(shè)備,當(dāng)前它們都在閑置著。
通過(guò)這一系列錯(cuò)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(wú)法提供足夠的電力來(lái)滿足CERN的需要,所以他們要同時(shí)使用法國(guó)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(cè)器和開(kāi)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(huì)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(xiǎn)了。
當(dāng)大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)啟動(dòng)并運(yùn)行時(shí),CERN計(jì)算團(tuán)隊(duì)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(gè)探測(cè)器站都有自己的服務(wù)器機(jī)房,這里遍布形形色色的電纜、連接器、開(kāi)關(guān)和調(diào)節(jié)器。
CMS的微縮內(nèi)部模型:
進(jìn)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(jìn)入大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)的隧道。
這里就是CMS:
它位于100米深的地下,重12500噸,長(zhǎng)15米,直徑25米。
站在巨大的CMS設(shè)備前,人顯得很小。
探測(cè)器站之間的環(huán)形隧道,開(kāi)創(chuàng)了世界上最昂貴項(xiàng)目的先河,不過(guò)大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)又重新利用了這些隧道,省去了一筆資金。在這條長(zhǎng)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(duì)撞。
隧道里的交通工具,對(duì)比之下顯得小巧可愛(ài)。
放射性罐:
設(shè)備上的涂鴉:
ALICE(大型離子對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn))探測(cè)器使用更節(jié)能的室溫磁鐵,使用水冷就可以實(shí)現(xiàn)充分的冷卻。
ALICE的主要數(shù)據(jù):26米長(zhǎng),高度和寬度均為16米,10000噸的重量。
龐雜的電纜:
當(dāng)LHC啟動(dòng)和運(yùn)行時(shí),ALICE兩側(cè)的紅色大門(mén)要關(guān)閉。
抬頭看的時(shí)候,會(huì)見(jiàn)到熟悉的從地面伸下來(lái)的供應(yīng)管道。
目前CERN的工作人員正在進(jìn)行升級(jí)工作,以便ALICE和其它三個(gè)探測(cè)器能在接下來(lái)的三年內(nèi)完成繁重的科研工作。
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強(qiáng)子對(duì)撞擊
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