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曼哈顿大小的轨道炮可以揭示希格斯玻色子的秘密

没有人会弄乱大型强子对撞机。它是当代最伟大的粒子粉碎器,任何东西都不能触及它的能量能力或研究物理学前沿的能力。但所有的荣耀都是短暂的,没有什么是永恒的。最终,大约2035年,这个17英里长(27公里)的电力环上的灯将熄灭。然后呢?”世界各地的

竞争集团都在争先恐后地争取资金支持,让他们的宠物对撞机创意成为下一件大事。8月13日,一个设计在预印本杂志arXiv上发表。被称为紧凑型直线对撞机(或简称CLIC,因为它很可爱)的大型亚原子轨道炮似乎是领先者。希格斯玻色子的真正性质是什么?它与顶夸克有什么关系?我们能找到标准模型之外的物理线索吗?CLIC也许能回答这些问题。它只涉及一个比曼哈顿更长的粒子对撞机。

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亚原子阻力竞赛

大型强子对撞机(LHC)将一些重粒子粉碎在一起,称为强子(因此该设施的名称)。你体内有一堆强子;质子和中子是这个微观家族最常见的代表。在大型强子对撞机上,强子一圈又一圈地绕成一个巨大的圆圈,直到它们接近光速并开始撞击。令人印象深刻的是,大型强子对撞机的能量是地球上任何其他设备都无法比拟的,但整个事件有点混乱。毕竟,强子是团聚体颗粒,只是一袋袋又一袋的其他更细小、更基本的东西,当强子粉碎时,它们的内脏会到处溢出,这使得分析变得复杂。

相反,CLIC被设计得更简单、更干净、更手术。而不是强子,CLIC将加速电子和正电子,两个光,基本粒子。这个粉碎器将直线加速粒子,从7到31英里(11到50公里),这取决于最终的设计,就在桶的下面。

所有这些令人敬畏的事情不会一下子发生。目前的计划是,在2035年,当大型强子对撞机逐渐关闭时,中电投将以较低的容量投入运营。第一代CLIC将仅运行380千兆电子伏特(GEV),小于LHC的最大功率的三十分之一。事实上,即使是目前瞄准3teraeleconvolts(TeV)的CLIC的全部操作能力,也不到LHC现在所能做的三分之一。

所以,如果一台先进的下一代粒子对撞机不能打败我们今天所能做的,那又有什么意义呢

,Higgs,hunter,

,CLIC的答案是更聪明,而不是更努力。大型强子对撞机的一个主要科学目标是找到希格斯玻色子,希格斯玻色子是一种被长期寻找的粒子,它赋予其他粒子质量。在上世纪80年代和90年代,当LHC被设计时,我们不确定希格斯是否存在,我们不知道它的质量和其他属性是什么。因此,我们必须建立一个通用仪器,可以研究多种类型的相互作用,这些相互作用都有可能揭示希格斯粒子。

,我们做到了。万岁

,但现在我们知道希格斯粒子是真实存在的,我们可以将对撞机调整到一组更窄的相互作用。在这样做的过程中,我们将致力于制造尽可能多的希格斯玻色子,收集大量有趣的数据,并进一步了解这个神秘但基本的粒子。

这里也许是你本周可能遇到的最奇怪的物理术语:希格斯粒子。是的,你读对了。粒子物理学中有一个过程叫做韧致辐射,它是一种独特的辐射,是由一堆热粒子挤在一个小盒子里产生的。以此类推,当你把一个电子猛击到一个高能量的位置时,它们会在能量和新粒子的簇射中相互摧毁,其中一个Z玻色子与一个希格斯粒子配对。因此,在380gev时,

,CLIC将是一个Higgsstrahlu

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