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探索宇宙的真理:探秘CERN大型强子对撞机
2013-06-28 22:52:46   编辑:上方文Q     评论(0)点击可以复制本篇文章的标题和链接

总部位于瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心(以下简称CERN)成立于1954年,该中心主要针对高能物理学研究的需要提供粒子加速器和其它基础设施。CERN在近年来最为知名的成就是利用大型强子对撞机发现了有着“上帝粒子”之称的希格斯玻色子,这种粒子被认为是物质的质量之源,它的发现将有可能帮助人类揭开宇宙的起源之谜。今天网易科技的图集将让大家一睹CERN和大型强子对撞机的独特风采:

探索宇宙的真理:探秘CERN大型强子对撞机

由于CERN的行政管理部门和运营设备位于法瑞边境的汝拉山脉,所以CERN的大部分员工每天都要跨越边界数次,途中是从日内瓦发往CERN接待处的18号电车。

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走下电车之后,会首先看到这个名叫“科学创新之球(Globe of Science and Innovation)”的大型穹顶建筑,该建筑主要用来举办各类与CERN相关的展览。虽然看上去锈迹斑斑,但其实它是用实木建造而成的。

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33号楼是CERN的接待和游客中心,其大厅的地板上设计了一个千变万化的“宇宙之歌(Cosmic Song)”板块,该作品由法国雕塑家塞尔·摩洛(Serge Moro)在1986年设计完成,其颜色和密度的变化代表宇宙射线粒子对地球的撞击。

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探测器墓地:CERN办公楼前的一片开放的草地上摆放着废弃的粒子探测器,散发出浓郁的复古现代艺术的气息。

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CERN成立于1954年,园区内摆放了许多20世纪中期的经典设计作品。

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WEB诞生地:与万维网相关的所有基础技术在这个走廊的办公室中被开发出来,当时由于空间紧张,有些工作甚至是在这条走廊中完成的。

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在看到紧凑型μ子螺旋型磁谱仪(CMS)之前,会首先看到很多重型起重设备,由于CMS的位置是不可移动的,所以所有零部件的修复和更换都将通过这些设备在原地完成。

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这些管道可以将冷却水和压缩空气等试验所需的条件传送至CMS。

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CMS的控制室:看起来有点像股票交易员的办公室。

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CERN的员工正在控制室监控电力、冷却和地下气体等系统。瑞士的电网无法为CERN提供足够的电力,所以他们需要调用法国和瑞士的能源,同时CERN还拥有自己的柴油机供电系统,能够让设备应对突发的紧急情况。

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虽然控制室的大部分电脑都是采购的现成设备,但也有一些定制的探测器和开关。

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CERN的官方颜色是橙色和蓝色,这些是工作人员佩戴的橙色头盔,此外CERN还为访客提供了蓝色头盔。

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在CERN,死亡总是只有几步之遥,高压电、辐射和毒气无处不在,甚至还有可能被瞬间蒸发为空气。

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当大型强子对撞机启动并开始运行时,CERN计算团队的任务就是收集并记录高达每秒6亿次的质子碰撞所产生的碎片,所以每个检测器站都配有自己的服务器机房,里面布满了各种各样的电缆、连接器、开关和调节器。

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CMS多层探测器的内部构造微缩模型。

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进入CMS前的佩戴安全设备的步骤。

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眼球扫描仪:CERN的安检步骤很繁琐,只有授权的人才能进入到大型强子对撞机内部。

CMS内部:目前质子束通过的管道处于断开状态。

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CMS位于100米深的地下,重12500吨,长15米,直径25米。

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规模庞大的CMS设备会让人显得微不足道。

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检测站之间的环形隧道能够保持检测站的正常工作,这个隧道是世界上同类项目中造价最高的,而大型强子对撞机则对这些隧道进行了重新利用。

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大型强子对撞机的内部线路,两条沿相反方向前进的质子束最开始分别位于单独的管道内,在接近检测站时,它们逐渐被聚集到一条管道中进行碰撞。

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隧道里的交通工具,与庞大的设备相比显得格外可爱。

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整个管道的周长为27公里。

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放射性罐:上面的辐射标志意味着这是个危险性极高的设备。

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人们在设备上留下的各种涂鸦。

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大型强子对撞机实验(ALICE)的探测器使用更节能的室温磁铁,使用水冷就能对其进行充分冷却,不过由于其超大的规模,所需的水冷管道和仪表看起来也蔚为壮观。

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ALICE的主要数据:26米长,高度和宽度均为16米,重量高达1万吨。

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大型强子对撞机所用到的复杂繁多的电缆,有点科幻电影的味道。

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当大型强子对撞机启动和运行时,ALICE两侧的红色大门就会随之关闭起来。其特殊的形状设计是由于工程师需要进出对撞机继续维修和升级。

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向上看就能看到前文中所提到的供应管道。

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CERN的工作人员正在进行升级工作,以保证ALICE和其它三个探测器在未来三年中的正常运作。

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