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氦气帮助科学家寻找上帝粒子
2012-7-10 9:15:51
0
40
年前
,
瑞士的科学家们宣布发现“上帝粒子”,并利用大型强子对撞机(
LHC
)一直在寻找,并首次提出它的存在。
这一发现标志着几十年来,人类对原子物理学的理解迈出了最大的一步,并将导致新技术的产生和应用。
使用
液态氦
气
冷却大型强子对撞机的超导磁体在这一发现之旅起到了关键的作用。
为了达到这样的加速目的,欧洲核子研究中心的科学家们使用了大型强子对撞机设备。这是一台埋设在法国-瑞士边境地区地下的环形装置,长度约16.8英里(约合27公里),埋设深度约330英尺(约100米)。整个对撞系统装备有9300块磁铁,并利用
液态氦气
冷却至-271.25摄氏度。这样的条件让大型强子对撞机有能力将质子流加速到光速的99.99%。这些质子流会经过6台不同的探测器,这些探测器会进行不同的实验。驱动这些探测器所需的电力供应是惊人的——120兆瓦,这几乎相当于邻近的瑞士城市日内瓦的所有家庭用电总和。
大型强子对撞机的超大型超导磁铁,使用大量的液态氦,以使周围的粒子束保持弯曲。
然而在
2008
年
9
月,两个大型强子对撞机的磁体故障造成一次大型的氦气泄漏(被认为是一吨
液态氦气
)和项目暂时停机维修,并在
2009
年重新启动。
大型强子对撞机的磁体设计和超导,这意味着可将磁体材料变成零电阻和功率,可以通过损耗非常小的电流。
但要成为超导体,前提条件就是使用
液态氦气
作为制冷剂,将磁体冷却至极低的温度下。
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