无限之猎杀穿越者:质子束消失：美万亿电子伏特加速器最后瞬间(图)

质子束消失：美万亿电子伏特加速器最后瞬间(图)  

2011-10-03 20:01:58|  分类： 宇宙奥秘 |  标签：电子伏特加速器

科学探索　来源：新浪科技

　　据国外媒体10月3日报道，美国国家费米实验室的旗舰标志：万亿电子伏特加速器(Tevatron)按时关闭。该圆形状的超级加速器位于美国伊利诺伊州巴达维亚，包含着另外两个主要的探测器，即CDF探测器和D0探测器。前者是将质子和反质子发生对撞的产生进行研究，后者则是研究质子与反质子在高能态时的相互作用机制。美国国家费米实验室主任皮埃尔奥多内(Pierre Oddone)最为参与了这两项重要的探索实验项目的物理学家之一，在加速器被关闭时认为，科学家们希望通过了解宇宙的基本粒子，而加速器虽然在一些方面需要维护，但是它还是许多方面还可以使用。

　　万亿电子伏特加速器(Tevatron)的关闭，被认为是一个不适当的时刻，加速器研究中心的研究人员都在发挥着各自的作用，比如CDF探测器和D0探测器，都是粒子物理学研究上的重要工具。幸运的是，这并不意味着费米实验室失去了全部的功能，该实验室目前正在着手准备验证欧洲核子研究中心发现的中微子超光速实验的结论，费米实验室将开启(主注入式)中微子振荡搜寻(MINOS)实验计划。

　　在费米实验室万亿电子伏特加速器最后的瞬间，主任皮埃尔奥多内(Oddone)、和其他过去在费米实验室工作的任务主管，包括莱昂莱德曼(Leon Lederman)，约翰皮普尔斯(John Peeples)以及迈克尔威瑟雷尔(Michael Witherell)，一起等待着最后一刻的到来。接着他们推动两个按钮(红色和绿色)，而海伦T爱德华兹(Helen T.Edwards)则是少数几个在实验室工作的女性之一，而且正是在她的努力下，万亿电子伏特加速器才正是设计和建造起来。

　　然后，按下按钮之后，我们都在看着电脑显示屏上的红线，该信号反映着对撞机是否已经归零。接着，海伦T爱德华兹推动绿色的按钮，关闭了对撞机的高压电流，该设备室为对撞机提供超导磁体，而唯一不同的是，这次操作是没有任何研究性质。最后，看着对撞机显示一切慢慢地归零，这时，加速器运算部门的负责人鲍勃茂(Bob Mau)开起来玩笑：“我猜对撞机也不想轻易放弃”。

　　就这样，从1983年开始，存在了28年的费米实验室万亿电子伏特加速器结束了历史使命。在这28年内，粒子物理学取得了突破性的成就，其中就包括陶中微子和顶夸克的发现。而对撞机切掉电源之后，并不意味着就这么结束了，科学家们还要“清理”对撞机内部的东西，比如剩余粒子要吸收处理掉，超导磁体要慢慢恢复到室温，这个过程估计需要在未来的几个星期之内完成，接着，研究人员还要拆除用于对撞机实验的液体和各种气体材料。

　　对于那些一直在费米实验室工作的研究人员，例如CDF探测器的科学家本奇米斯特(Ben Kilminster)认为：他们认为这个超级对撞机是个了不起的家伙，就像一个“智慧生物”一样能看到微观的量子世界，自从对撞机在1985年首次运行以来，他和他的研究团队伴随着对撞机一直到关闭的那一刻。因而，不论是实验室的研究人员还是其他的普通观众，这时候的心情是沉重的。

　　现在，费米实验室的主要工作进入一个被实验室主任皮埃尔奥多内称为“强度前沿”的新探索模式，将尽可能多的粒子赋予光束之中，以进行高精度的测量，探索自然界中非常罕见的物理过程。未来的试点工作还将侧重于对中微子的研究上，此外还有宇宙射线、μ介子和K介子、暗物质和暗能量，这些都是宇宙学以及粒子物理学方面前沿的研究项目，在对于如何使用清洁核能以及处理核废料的剥离技术上也会进行探索。历史规律证实世界上所有当时最好的粒子加速器都会最终让步于更大、功能更强大的加速器，目前世界上最强大的粒子加速器属于欧洲核子研究中心的大型强子对撞机。

　　但是，这或者在某种程度上使得美国的粒子物理学家感到不适应，因为在美国粒子物理学家的意识中，超级对撞机的总部应该都设在美国，而这次却反了过来。虽然美国还拥有着最先进的物理研究，但是已经在很大程度上将粒子物理学研究在世界上的领导地位割让给了欧洲。这个局面使得美国费米国家实验室第一任主任罗伯特拉斯伯恩威尔逊(Robert Rathburn Wilson)感到很伤心，当初兴建这个加速器的时候，就是确保美国的粒子物理学研究处于世界领先地位和前沿水平。

　　而在费米实验室万亿电子伏特加速器建造之前，也就是1978年的时候，威尔逊曾经抗议削减实验室的经费。该对撞机作为一个推动物理学研究领域的前沿倡导者，早在1969年，国会原子能联合委员会在华盛顿召开，听取了科学家关于建设费米实验室的报告。而当时的参议员约翰帕斯托雷(John Pastore)质疑加速器的作用，认为其并不能服务于国防建设。而威尔逊认为：加速器根本的目的就是研究物理学上的奥秘，此外还能让我们的世界变得更美好，比如处理核废料的剥离技术。