词条内容：大型强子对撞器，(Large Hadron Collider，LHC)是一座位于瑞士日内瓦近郊欧洲核子研究组织CERN的粒子加速器与对撞机，作为国际高能物理学研究之用，北京时间2008年9月10日正式开始运作，成为世界上最大的粒子加速器设施。后因故障而停止运转的欧洲大型强子对撞机。2009年6月22日欧洲核子研究中心日前发表声明维修耗资3000万美元，将在2009年秋天重新启动。2009年11月20日，恢复运行。 欧洲核子研究中心2010年3月23日宣布，大型强子对撞机将于下周实施迄今为止最高能级的质子流对撞试验，以模拟137亿年前宇宙大爆炸之后的最初状态。欧洲核子研究中心当天发布公报说，总能量高达7万亿电子伏特的两束质子流对撞试验将于30日实施，完成对撞将花费数小时甚至数天时间。自19日开始，大型强子对撞机内的两束质子流已分别被加速至3.5万亿电子伏特，打破了该中心2009年11月创下的1.18万亿电子伏特的纪录。

概述；强子对撞机大型强子对撞机在2008年9月10日7时30分，欧洲核子物理研究组织(CERN)将开始一次全轨道试验，他们将首先在此环形管道中引发一道质子束，让其在超导磁铁的控制和加速下沿着此环形管道逆时针方向运行，使其达到接近光速的速度，即每秒钟环绕轨道运行1万1000次。然后科学家再以顺时针方向引发另外一道质子束进行测试。接下来，科学家将相向发射质子束，让它们撞击、粉碎并释放能量。粒子对撞时将产生令人畏惧的反应能量，瞬时产生的热度比太阳还要热10万倍，堪比宇宙大爆炸时出现的情况。分析师将密切关注整个撞击过程，以寻找基本粒子。在一项长达10小时的实验中，粒子束的运行距离可能超过100亿公里，足以在地球与海王星之间做个往返。在达到最大强度时，每一道粒子束拥有的能量相当于一辆以每小时1600公里行进的汽车。大型强子对撞机将消耗120兆瓦特电量，相当于日内瓦所有家庭的用电量。

外形特点；由欧洲核子研究的大型强子对撞机磁体高16米，长、宽均有10多米，重达1920吨。工程技术人员专门建造了一个

强子对撞机；巨型吊架，用4根粗钢缆吊住这个磁体，借助液压顶泵将磁体缓慢放入隧道。它长达27公里的环形隧道可被用来加速粒子，使其相撞，创造出与宇宙大爆炸万亿分之一秒时类似的状态。在高能物理实验中，粒子加速器和探测器是常用设备。探测器用来探测碰撞产生的微小粒子，记录粒子能量、质量等信息。强子对撞机上共有4个对撞点，各装有一个探测器，其中一个为CMS(紧凑型μ介子螺线管)探测器。

大型强子对撞机全长约27公里长，就建在瑞士和法国边境地下100米深的环形隧道内。它是来自30多个国家的5000多名科学家和工程师，投下将近20年的时间建成的，整个工程耗去54亿6000万美元。当此对撞机正式开启时，我们将进入一个物理学的新领域，这台对撞机将研究最微小粒子并对宇宙大爆炸理论进行史上最逼真的模拟，可望将填补一些知识领域的空白甚至可能改写一些基本理论。　

强子对撞机 - 工作原理

电脑绘制的对撞机整体结构图世界上最大和最有威力的粒子加速器----大型强子对撞机(LHC)是欧洲粒子物理研究所(CERN)的加速器复合体的最新补充。大型强子对撞机主要由一个27公里长的超导磁体环和许多促使粒子能沿着特定方向传播的加速结构组成。在这个加速器里面，2束高能粒子流在彼此相撞之前，以接近光速的速度向前传播。这两束粒子流分别通过不同光束管，向相反方向传播，这两根管子都处于超高真空状态。一个强磁场促使它们围绕那个

是全球九个规模最大科学工程

加速环运行，这个强磁场是利用超导电磁石获得的。这些超导电磁石是利用特殊电缆线制成的，它们在超导状态下进行操作，有效传导电流，没有电阻消耗或能量损失。要达到这种结果，大约需要将磁体冷却到零下271摄氏度，这个温度比外太空的温度还低。由于这个原因，大部分加速器都与一个液态氦分流系统和其他设备相连，这个液态氦分流系统是用来冷却磁体的。

大型强子对撞机利用数千个种类不同，型号各异的磁体，给该加速器周围的粒子束指引方向。这些磁体中包括15米长的1232双极磁体和392四极磁体，1232双极磁体被用来弯曲粒子束，392四极磁体每个都有5到7米长，它们被用来集中粒子流。在碰撞之前，大型强子对撞机利用另一种类型的磁体“挤压”粒子，让它们彼此靠的更近，以增加它们成功相撞的机会。这些粒子非常小，让它们相撞，就如同让从相距10公里的两地发射出来的两根针相撞一样。这个加速器、它的仪器和技术方面的基础设施的操作器，都安装在欧洲粒子物理研究所控制中心的同一座建筑内。在这里，大型强子对撞机内的粒子流将在加速器环周围的4个区域相撞，这4个区域与粒子探测器的位置相对应。　

实验组装；紧凑μ介子螺线管(CMS)是一种大型探测器。如同ATLAS一样，紧凑μ介子螺线管也是多面手探测器，将探测和测量撞击时释放的亚粒子，包括希伯斯玻色子。虽然CMS实验目的与ATLAS相同，都是探测构成我们宇宙的基本物质和基本力，但这个探测器的磁铁系统却采用了完全不同的技术和设计方案。此探测器位于巨大螺管式磁铁中，采用圆柱形超导电缆线圈，可产生4特斯拉的磁场，相当于地球磁场的10万倍。而且，这个巨大磁场受一个“铁轭”限制——探测器1.25万吨的重量大部分来自“铁轭”。与大型强子对撞机的其它巨型探测器有所不同氖牵珻MS探测器并不是在地下而是在地上建造的，建成后分成15个部分被运至地下，最后完成组装，这也算得上它的一大特色。共有来自近40个国家的2000多名科学家参与CMS实验。

模拟爆炸；ALICE探测器是“大型离子撞击实验（ALargeIonColliderExperiment）”的简写，是专门用于研究离子与离子之间的撞击情况。通过高速撞击离子，科学家希望在实验室条件下重造宇宙大爆炸后的即时状况。他们期望看到此离子

大型强子对撞机故障照片首次公布

分裂成夸克和胶子，重造夸克-胶子等离子体，据信它们在宇宙大爆炸发生后只存在很短的时间。它们处于这种“流体”状态，因为早期宇宙特别热。当它们膨胀和冷却时，ALICE将用于研究这种夸克-胶子等离子体。ALICE的主要部件是定时发射膛(TPC)，能检查和重建粒子轨道。像ATLAS和CMS探测器一样，ALICE也有μ介子分光计。

现在宇宙的所有普通物质都是由原子构成，每个原子拥有一个由质子和中子构成的核子，核子周围环绕着电子。质子和中子都是被称之为“胶子”的其它粒子束缚夸克形成的。这种不可思议的强大束缚意味着独立的夸克是永远也不会被发现的。大型强子对撞机内上演撞击时产生的高温是太阳内部温度的10万倍。物理学家希望看到质子和中子会在这种高温条件下“熔化”，并释放被胶子束缚的夸克，从而创造出夸克-胶子等离子体，它们可能只存在于“大爆炸”之后，当时的宇宙仍处在极度高温之下。科学家计划在夸克-胶子等离子体膨胀和冷却过程中对其进行研究，观察它如何形成最终构成当前宇宙物质的粒子。共有来自28个国家的94个研究机构的1000多名科学家参与ALICE实验。

夸克-胶子等离子体-模型图

主要作用；LHCb实验和搜寻反物质

大型强子对撞机完美夸克（LHCb）探测器的目的就是搜寻反物质的证据。即通过搜寻所谓的完美夸克粒子来实现其目标。此探测器撞击点有20米长，周围布满一系列的亚探测器。这些探测器能以精微方向移动，以捕获完美夸克粒子，因此它们极不稳定且衰变迅速。LHCb实验将有助于我们理解人类为何生活在一个几乎完全由物质而非反物质构成的宇宙。

据信在宇宙大爆炸时，物质和反物质数量相当，但我们至今没有发现证据表明反物质的星系或恒星存在。为了查明这一点，LHCb将通过研究完美夸克粒子来探测物质和反物质之间的微小差异。LHCb探测器不同于将Atlas和CMS那样将整个撞击点由密封的探测器围起来，而是使用一系列子探测器去探测前行粒子(forwardparticle)。第一个子探测器将安装到撞击点附近，而接下来的探测器将会一个挨一个安装，它们的长度都超过20米。大型强子对撞机撞击粒子束时将产生大量不同类型的夸克，然后它们将快速蜕变为其他类型。为捕捉到“完美夸克”，LHCb项目小组已开发出先进的可移动跟踪探测器，并安装在围绕于大型强子对撞机周围的光束路径附近。LHCb项目小组由来自13个国家48所

最强对撞机将揭秘宇宙起源

研究机构的650位科学家组成。

全截面弹性散射侦测器(TOTEM)

全截面弹性散射侦测器(TOTEM)实验是大型强子对撞机中2个小型探测器中的一个。它将测量质子大小和大型强子对撞机的发光度，以重点分析普通实验难以获得的物理学原理。在粒子物理学中，发光度是指粒子加速器产生撞击的精确度。想要做到这一点，全截面弹性散射侦测器就必须捕捉到距大型强子对撞机光束非常近的粒子。TOTEM由一组安放在称为“罗马罐”(Romanpot)的特制真空室的探测器组成。

“罗马罐”同大型强子对撞机的光束管道相连装置。8个“罗马罐”将被一对一对地置于CMS实验撞击点附近的四个地点。尽管从科学意义上讲这两次实验是独立的，但TOTEM实验将是CMS探测器和其他大型强子对撞机实验所获结果的有力补充。来自8个国家10所研究机构的50位科学家将参与TOTEM实验。

大型强子对撞机前进（LHCf）

最后是大型强子对撞机前进（LHCf）探测器。此实验是模仿在可控制环境下的宇宙射线。其目的是帮助科学家找到设计大区域实验的方法，以研究自然发生的宇宙射线撞击。宇宙射线是自然产生于外太空的带电粒子，不断轰击地球大气层。它们在高层大气与核子相撞，产生一连串到达地面的粒子。研究大型强子对撞机内部撞击如何引起类似的粒子串有助于科学家解释和校准大规模宇宙射线实验，这种实验会覆盖数千公里的范围。来自4个国家10所研究机构的22位科学家将参与LHCf实验。

大型强子对撞机运行好过预期 专家称明年有突破

欧洲核子研究中心主任罗尔夫·霍伊尔2010年7月26日说，大型强子对撞机的运行状况好过预期，如果一切顺利，科学家明年就可以根据撞击的结果得到新发现。

设备检修；据国外媒体2014年初报道，目前大型强子对撞机正在进行全面升级和改造，通过本次能量提升，科学家可以获得近一倍的初始能量，提高能量后可以完成更多的粒子对撞实验，发现更多关于宇宙“运行机制”的奥秘。帮助科学家揭开有关我们的宇宙的工作方式的更多秘密。它为揭开暗物质之谜、找到“超对称性”这种影响深远的宇宙概念的证据，甚至发现有助于解释引力之谜的额外的隐藏维度的迹象提供了可能性。