剑三流云寺在哪:图文)强子对撞机 重现宇宙大爆炸!

来源:百度文库 编辑:学校大全网 时间:2021/09/25 08:23:01
(图文)强子对撞机 重现宇宙大爆炸!今日新闻网    2011-08-02 00:47:55


这一系列图片看起来彷彿夜空裡绽放的烟火。但事实上,这个「爆炸场面」,可能就是我们能
看到的最接近宇宙起源的景象。
据外电1日报导,「欧洲核子研究所」科学家们运用大型强子对撞机,拍出了这些最接近宇宙大爆炸的图片。
为了探索宇宙起源的奥秘,科学家们再现了亚塬子爆炸的情景。这种爆炸很像袖珍型的宇宙大爆炸。科学家们将塬子大小的微粒以光速投入进16公尺长的加速器里,微粒在零下271摄氏度的真空中碰撞爆炸,展现了这一壮观的景象。
「欧洲核子研究所」的发言人萨顿解释了这个实验:「我们可以透过这些留下的轨迹,来推测微粒的活动过程。微粒并不可见,但是活动的痕迹却留下了。物理学家将这些痕迹用不同的颜色标出来,比如蓝色代表高能,红色略低一些。试验中的亚塬子微粒是宇宙起源中的常见物质,通过对这些物质的研究我们希望有一天能够彻底揭开宇宙起源之谜。」

世界首个大爆炸台式模型
【搜狐科学消息】据《连线》杂志报道,美国马里兰大学(University of Maryland)的工作台上静置着首个大爆炸台式模型。但无需惊慌,这个20微米的装置只是为了模拟宇宙大爆炸中时间和光的行为,而非模拟爆炸本身。或许未来某一天,该装置可以帮助解释为什么时间只往一个方向前进。
物理学家伊戈尔-斯莫利亚尼诺在提交给《物理评论快报》的论文中描述了这一模型,他说,“我们已经按照简单的实验几何原理完成了时空扩展方式的重建。”斯莫利亚尼诺和余菊红(音译)都是马里兰大学的电气工程师,他们使用被称为“异向介质”(metamaterials)的外来物质制作了宇宙大爆炸的模型,这种不寻常的材料通过使用不同的材料交替片来扭曲光线。
研究人员建议利用异向介质像隐形斗篷那样弯曲物体周围的光,把一种物体伪装成另外一种,并且可建立一个完美的透镜。
几年前,物理学家认识到,异向介质也可以模拟天文现象,如行星绕恒星,光线被黑洞捕获等。在实验室建设一个玩具一样的宇宙,来帮助物理学家运行本来在空间和时间中不可能完成的实验。使用斯莫利亚尼诺的装置,研究人员可以研究物理学中长期存在的问题,即时间中的热力学箭头问题。无论时间向前或向后运行,大多数物理定律都能正常应用,但热力学第二定律除外。它决定了虽时间增加,无序性会加强。这就是为什么人们不能年龄倒退。
另一个例外是 “时间的宇宙箭头”,该箭头从大爆炸指向宇宙膨胀的方向,其可能与热力学箭头相连,指向宇宙最终的热寂。但有朝一日如果宇宙在“大坍缩”中崩溃,该箭头方向也可能逆转。研究人员曾说,“虽然人们普遍认为统计的和宇宙学的时间箭头相连,但是我们不能重演宇宙大爆炸也无法在实验中证明这种关系。”但是如果用异向介质大爆炸的实验台,那么这一验证就可以进行。为了建立台式大爆炸装置,研究人员使用了丙烯酸和黄金,将激光打在黄金之上,激发出被称为等离子的自由电子波。等离子通过异向介质的平面路径与大规模粒子通过闵可夫斯基空间的平面路径的数学描述一致,其中都包含了空间和时间的维度。因此,异向介质大爆炸模型中光的路径代表了一个粒子处于空间和时间之中的寿命,这就是物理学家称之为“世界线”的东西。
当研究人员用绿色激光照射异向介质之时,他们看到一个单粒子扩展为等离子体三角,这样一来,“玩具大爆炸模型”就扩展了“世界线”的宇宙意义。由于异向介质是不完善的,光线在传播过程中相互作用互相扭曲。斯莫利亚尼诺说,这也就是熵的粗糙模型,其代表了时间热力学箭头;“世界线”代表了宇宙箭头的模型。在异向介质模型中,箭头指向同一个方向。(尚力)
史上最大科学实验将重现宇宙大爆炸
爱词霸官网 2008年07月23日13:56 来源:中文网 点击1934次
史上最大科学实验将重现宇宙大爆炸
SCIENTIFIC PROJECT THAT WILL REDEFINE PHYSICS

世界上最大型的科学实验定于8月下旬启动,该实验旨在通过微观模型,重现140亿年前大爆炸(Big Bang)后瞬间的宇宙环境。
The world's biggest scientific experiment, designed to recreate in miniature the conditions of the early universe shortly after the Big Bang 14bn years ago, is scheduled to start in late August.
瑞士日内瓦城外的欧洲粒子物理研究中心(CERN)将首次以接近光速的速度,把一束氢原子核(即质子)发射到其最新的粒子加速器——价值80亿美元的大型强子对撞机(Large Hadron Collider,简称LHC)长达27公里的环形隧道中。
Cern, the European particle physics centre outside Geneva, will send the first beam of hydrogen nuclei (protons) around the 27km circular tunnel of its new atom smasher, the $8bn (€5bn, £4bn) Large Hadron Collider (LHC), at almost the speed of light.
该项目负责人林?埃文斯(Lyn Evans)在西班牙巴塞罗那出席欧洲科学开放论坛(EuroScience Open Forum)时谈到,LHC的首次对撞将在7至8周后的初秋进行。届时CERN将让两束质子以相反方向沿隧道高速运动并使它们猛撞在一起。
Lyn Evans, project leader, told the EuroScience Open Forum in Barcelona that the LHC's first collisions would follow seven or eight weeks later, in early autumn, when Cern races two beams round the tunnel in opposite directions and smashes them together.
物理学家预计,在质子之间以及未来进行的在重得多的铅原子核之间的超高能对撞,将产生大量地球上未曾有过的亚原子粒子。其研究结果会导致有关力和粒子的新理论的诞生,而这些力和粒子决定了宇宙的命运。
Physicists expect these super-energetic collisions between protons – and later between far heavier lead nuclei – to produce a cornucopia of subatomic particles never before seen on Earth. The results will lead to new theories about the forces and particles that determine the destiny of the universe.
埃文斯和CERN的其他科学家提供了LHC的最新进展。过去14年间,由于美国、俄罗斯、亚洲国家以及CERN在欧洲的核心会员国的大量参与,LHC已经壮大为一个全球性实验室。
Mr Evans and other Cern scientists were giving an update on the LHC, a global facility that has been built over the past 14 years with substantial involvement by the US, Russia and Asian countries as well as Cern's core European membership.
在LHC可以启动前,必须将其5万吨设备用超流体液氦冷却至绝对零度之上仅1.8K的温度,这是迄今为止历史上最大的低温工程。埃文斯表示,LHC的8个部件中已经有5个降至规定温度,余下的3个与规定温度相差无几。
Before the LHC can start, 50,000 tonnes of equipment have to be cooled to just 1.8?Kelvin above absolute zero with superfluid liquid helium – by far the largest cryogenic project in history. Five of the machine's eight segments are already at that temperature and the remaining three are almost there, Mr Evans said.
宇宙大爆炸将重现 五大科学谜团待破解
http://www.qianlong.com/2008-09-11 09:40:48来源:华商报
大型强子对撞机昨(2008年9月10日)在瑞士、法国边境地下100米深处启动有人担心“实验可能毁灭地球”,科学家解释“这不可能”
■原理:大型强子对撞机(LHC)将高度活跃的质子以超快速度撞击到一起,上演微缩版的“宇宙大爆炸”
■地点:位于瑞士、法国边境地下100米深的环形隧道中,隧道全长26.659公里
■耗资:超过60亿美元,来自80多个国家和地区的约7000名科学家和工程师参与了大型强子对撞机的建设
■意义:规模最大的科学计划,英国物理学家霍金指出,这次实验将是物理学“新黄金时代”,将揭开物质和宇宙秘密宝库 “宇宙大爆炸”时间表
9月10日9时38分 第一束质子束流注入对撞机
第一束质子束流被注入安装在地下100米深处27公里长环形隧道内的大型强子对撞机,逐段调整并走通对撞机的全部8段。当地时间10时25分左右,科研人员宣布第一束质子束流贯穿了整个大型强子对撞机。
9月10日15时30分 第二束质子束流反方向注入对撞机
当地时间15时30分,第二束质子束流贯穿大型强子对撞机。据专家介绍,两束质子束流贯穿大型强子对撞机并反向平行运行后,极其复杂精密的调试阶段随后开始。
经过若干天调整 两束质子束流实现对撞
再经过几天至几个星期的极其复杂细致的同步调整,才可能开始实现两束质子束流的对撞。参与大型强子对撞机上CMS探测器建设的北大教授钱思进说,如果一切顺利,大型强子对撞机将在年底前实现两束各达5万亿电子伏特能量的质子束流对撞,此能量将是以前世界纪录的5倍。
明年夏天 模拟“宇宙大爆炸”
按计划,质子束流明年夏天将达到7万亿电子伏特的设计能量。此时这些质子和离子已加速至接近光速,对撞将在极细微空间爆发十万倍太阳温度的超级高温。这一刻就像宇宙大爆炸之后,释放大量能量和基本粒子,冷却后形成组成物质的质子和中子。
寻宝五大科学谜团待破解
质量的起源是什么?

为什么微小粒子拥有质量,而其他一些粒子却没有这种“待遇”?对于这些问题,科学家到现在也没有找到一个确切答案,最有可能的解释似乎可以在“上帝粒子”希格斯玻色子身上找到。
LHC的重要任务之一是帮助科学家寻找标准模型中最后一种未被发现的基本粒子——— 希格斯玻色子。假设出的希格斯玻色子是物质的质量之源,其他粒子在希格斯玻色子构成的“海洋”中游弋,受其作用而产生惯性,最终才有了质量。标准模型预言了62种基本粒子的存在,其他粒子基本都已被实验证实,唯有希格斯玻色子仍未现身。
96%的宇宙由什么构成?

在我们的宇宙中,从小蚂蚁到巨大的星系都是由普通粒子构成的。这些粒子被统称为物质,它们构成了4%的宇宙。余下的部分据信由暗物质和暗能量构成,对它们进行探测和研究的难度不可想象。科学家希望,通过此次模拟“宇宙大爆炸”来探寻暗物质和暗能量。
为什么找不到反物质?

宇宙诞生时,“大爆炸”产生了相同数量的物质和反物质。但我们现在所生活的宇宙中,物质的孪生兄弟反物质却几乎消失得无影无踪。为什么大自然不能一碗水端平,平等对待这对孪生兄弟呢?科学家们要探究没有反物质留下的原因。
宇宙最初是什么样子?

在最初的宇宙,由于温度极高加之能量巨大,胶子很难将夸克结合在一起。也就是说,这种束缚似乎是在“大爆炸”后的最初几微秒内形成的,此时的宇宙拥有一个由夸克和胶子构成的非常炽热而密集的混合物。
空间是否存在额外维度?

根据广义相对论,人类生存的三维空间加上时间轴即构成所谓四维空间。后来的理论认为,可能存在拥有隐藏维度的空间。弦理论便暗示额外的空间维度尚未被人类观察到,它们似乎会在高能条件下显现出来。如果大撞击后有粒子失踪,那它们就可能进入隐藏度的空间。
经过十几年的建造,欧洲核子研究中心大型强子对撞机于10日正式启动,并成功实现了第一束质子束流贯穿整个对撞机。
当地时间10日9时38分(北京时间10日15时38分),第一束质子束流被注入安装在地下100米深处27公里长环形隧道内的大型强子对撞机。随后,欧洲核子研究中心主任罗贝尔·艾马和大型强子对撞机项目主任林恩·埃万斯宣布,大型强子对撞机正式启动。
第一束质子束流注入对撞机后,须逐段调整并走通对撞机的全部8段。当地时间10时25分左右,科研人员宣布第一束质子束流贯穿了整个大型强子对撞机,现场随即一片欢呼。
在第一束质子束流实现贯穿后,经过数小时至数十小时调试,第二束质子束流被反方向注入对撞机。再经过一段时间极其复杂精密的调试,才能开始实现两束质子束流的对撞。
明年夏天,大型强子对撞机的单束粒子流能量预计将达到7万亿电子伏特的设计能量,对撞将创造出与宇宙大爆炸之后万亿分之一秒时的状态类似的条件。将为科学家研究宇宙起源和各种基本粒子特性提供强有力的手段。数字多项世界之最
世界上最大的强子对撞机
大型强子对撞机从上世纪90年代初开始设计,耗资数十亿美元。其质子对撞能量是位于美国的目前世界最大对撞机能量的7倍。
世界上最快的跑道
质子穿行速度可达光速99.99%,每秒总共能发生约6亿次撞击。
太阳系中最空的空间
大型强子对撞机的内压是10~13个大气压,比月球上的压力小10倍。
银河系中最热的热点
当两束质子束相撞时,它们将在一个极小的空间内产生比太阳中心热10万倍的高温
制造宇宙最低温
制冷系统将对撞机保持在零下271.3摄氏度的超低温环境下,比外太空温度还低。名词粒子加速器
大型强子对撞机是世界上最大的粒子加速器,它是一种用人工方法产生快速带电粒子束的装置。它利用一定形态的电磁场将电子、质子或重离子等带电粒子加速,能提供速度甚至接近光速的各种高能量的带电粒子束,是人们改变原子核和基本粒子、认识物质深层结构的重要工具。本版稿件据新华社等
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