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氦氣幫助科學家尋找上帝粒子

2012-7-10 9:15:51

40年前,瑞士的科學家們宣布發現“上帝粒子”，并利用大型強子對撞機（LHC）一直在尋找，并首次提出它的存在。

這一發現標志著幾十年來，人類對原子物理學的理解邁出了最大的一步，并將導致新技術的產生和應用。

使用液態氦氣冷卻大型強子對撞機的超導磁體在這一發現之旅起到了關鍵的作用。

為了達到這樣的加速目的，歐洲核子研究中心的科學家們使用了大型強子對撞機設備。這是一臺埋設在法國-瑞士邊境地區地下的環形裝置，長度約16.8英里(約合27公里)，埋設深度約330英尺(約100米)。整個對撞系統裝備有9300塊磁鐵，并利用液態氦氣冷卻至-271.25攝氏度。這樣的條件讓大型強子對撞機有能力將質子流加速到光速的99.99%。這些質子流會經過6臺不同的探測器，這些探測器會進行不同的實驗。驅動這些探測器所需的電力供應是驚人的——120兆瓦，這幾乎相當于鄰近的瑞士城市日內瓦的所有家庭用電總和。

大型強子對撞機的超大型超導磁鐵，使用大量的液態氦，以使周圍的粒子束保持彎曲。

然而在2008年9月，兩個大型強子對撞機的磁體故障造成一次大型的氦氣泄漏（被認為是一噸液態氦氣）和項目暫時停機維修，并在2009年重新啟動。

大型強子對撞機的磁體設計和超導，這意味著可將磁體材料變成零電阻和功率，可以通過損耗非常小的電流。

但要成為超導體，前提條件就是使用液態氦氣作為制冷劑，將磁體冷卻至極低的溫度下。

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