歐洲正式將目光投向大型LHC繼任者

大型強(qiáng)子對撞機(jī)是人類有史以來最強(qiáng)大的粒子對撞機(jī)，它坐落在一條長達(dá)27公里的巨大隧道中，該隧道一直延伸到瑞士和法國的鄉(xiāng)間。經(jīng)常被忽略的是，該隧道是為較早的硬件大型電子正電子對撞機(jī)(LEP )建造的。LEP專門為研究Z玻色子提供了一種干凈的方法。直到后來，它才被轉(zhuǎn)換成能激發(fā)希格斯玻色子的高能質(zhì)子對撞機(jī)。

現(xiàn)在，歐洲正式承諾采取類似的方法：在CERN設(shè)施上建造一條巨大的隧道，該隧道將碰撞粒子，從而能夠?qū)ο８袼共Ｉ舆M(jìn)行清晰的研究。但是歐洲留下了使用隧道作為未來對撞機(jī)的選擇，這種對撞機(jī)的能量可能比大型強(qiáng)子對撞機(jī)高出近十倍。

電子與強(qiáng)子

電子和正電子是基本粒子。據(jù)我們所知，它們沒有構(gòu)成它們的較小顆粒。這使得他們的碰撞極為干凈。相比之下，由大型強(qiáng)子對撞機(jī)碰撞的質(zhì)子由一系列夸克和膠子組成，使其碰撞成為復(fù)雜的子碰撞集合，可能難以解釋。

這使得電子和正電子更適合用于微粒的詳細(xì)表征。但是它們不太適合發(fā)現(xiàn)。當(dāng)粒子被迫繞圓形對撞機(jī)的彎曲路徑行進(jìn)時(shí)，它們會散發(fā)出一些能量，從而使其減速。這限制了碰撞可以達(dá)到的能量。這就是CERN用大型強(qiáng)子對撞機(jī)取代LEP的原因;質(zhì)子由于質(zhì)量較大，在圓形對撞機(jī)的曲線中損失的能量更少。這樣，它們可以被提高到更高的能量。

大型強(qiáng)子對撞機(jī)尚未完成

如果歷史可以作為指導(dǎo)，那么大型強(qiáng)子對撞機(jī)將成為未來任何大型質(zhì)子對撞機(jī)的助推器，在將粒子轉(zhuǎn)移到較大的環(huán)中進(jìn)行最終加速之前，使其達(dá)到適當(dāng)?shù)乃俣?。但在此之前，它也可以發(fā)揮作用。該報(bào)告重申了歐洲核子研究組織對改進(jìn)現(xiàn)有硬件以制造高亮度LHC的承諾。這將增加諸如碰撞的粒子束中的質(zhì)子數(shù)以及這些粒子束的密度之類的事情，從而在每次事件中發(fā)生更多的碰撞。

結(jié)果將是更多的高能碰撞更加頻繁地發(fā)生，這增加了我們觀察希格斯玻色子與其他粒子(包括其他希格斯玻色子)之間相互作用的機(jī)會。這將幫助我們探索目前尚不明確的希格斯的某些屬性。支持高光度LHC的升級有望在本十年末完成。

因此，雖然容納大型強(qiáng)子對撞機(jī)的27公里隧道最初是用電子和正電子研究玻色子的，但歐洲核子研究組織用質(zhì)子對撞機(jī)代替了硬件，從而發(fā)現(xiàn)了希格斯：大型強(qiáng)子對撞機(jī)。

但是，即使像大型強(qiáng)子對撞機(jī)現(xiàn)在占據(jù)的27公里這樣的隧道，也限制了我們的工作能力。為了沿著彎曲路徑拉動(dòng)粒子，我們需要隨著粒子能量變高而強(qiáng)度增加的磁體。鑒于我們處于當(dāng)前磁體技術(shù)的極限，這意味著我們需要一個(gè)更大的隧道(意味著更多的漸變曲線)才能獲得更高的能量。而歐洲物理學(xué)界已經(jīng)決定它希望建立一