歐洲核子研究中心(CERN)是世界上最大的粒子物理研究中心,位于法國和瑞士交界處的日內瓦城附近,傍依雪山和農舍,寧靜美麗。但如今,它的內部正在進行一場如火如荼的戰斗:CERN正在建設世界最大的對撞機——大型強子對撞機(LHC)。盡管困難重重,建設進程還是在向前推進。但最近,物理學家們的博客上出現種種小道消息:LHC的啟用日期將推遲。
在CERN里,LHC的隧道長達27公里。
成立于1954年的CERN是歐洲第一個聯合科研機構,也是世界最大的粒子物理研究中心,主要為物理學家們提供加速器和探測器等研究工具,有20個成員國,員工近3000人。現在,它又在建造世界最大的對撞機LHC,LHC計劃于2008年7月啟用。因此,任何一點問題都會引起各界的關注。
但新出現的問題真的有那么嚴重嗎?據最新出版的《自然》雜志報道,CERN執行主任Robert Aymar在10月8日出版的實驗室期刊《CERN 公告》撰文寫道:“沒有任何跡象表明工程將要停止,我們期待著LHC在2008年首次進行物理實驗。”但盡管有這樣的保證,項目主任Lyn Evans強調,LHC的日程安排非常緊張,任何小小的閃失都會導致啟動工程的延遲。
耗資約84億美元的LHC是一個空前復雜的加速器,位于地底100米深處,周長達27公里,是世界最大的超導裝置。在這臺對撞機中,質子彼此撞擊,產生出14萬億電子伏特的高能粒子,相當于目前紀錄的7倍;然后,探測器從碰撞的灰燼中尋找希格斯介子機理的證據,該機制被認為是描述所有粒子如何形成質量的機制,超越了目前粒子物理的理論框架——標準模型。
LHC的建設過程并非一帆風順,而是遭遇了一系列的挫折和耽擱。比如,2007年3月,在美國費米國家實驗室建設的一個支撐超導磁體的設備出了問題,工程師們被迫匆忙四外尋找替代品。
最近一輪的懷疑和小道消息出現在今年9月,當時,當磁鐵裝備準備提交使用時,LHC的工程師們發現幾根磁鐵間的管道出現了褶皺。LHC真空工程師團隊的負責人Raymond Veness說,在424個部位中,有6個地方出現了塌陷,阻斷了粒子通行的線路,他說:“這是一個很糟糕的問題。”
在緊迫的時間壓力下,工程師們提出了臨時解決方案。利用壓縮空氣,讓一個帶有無線電發射裝置的塑料小球穿越管線,如果小球的運行中止,那么,工程師們就能在幾分鐘內確定塌陷的位點。但是,要修理這個塌陷點卻要花1天半的時間,導致日程安排更加緊張。Veness說:“所有人在所有問題上都非常緊張。”
美國國家費米實驗室的高能物理學家Peter Limon說:“我并不認為所有人會把這些問題當做不可解決的問題。”而Evans說,LHC能否按時啟用取決于磁鐵系統在今年冬天的額外試驗中能否成功。這項試驗是在液氮溫度下進行的,磁鐵或任何一個配件出問題都會導致幾個月的延期,因為將這些設備升溫后修復、再冷卻后試驗要花幾個月的時間。
“未來3個月非常關鍵。”Evans說,“如果這一時間段發生了預料之外的事,那么毫無疑問,事件就會被耽誤。”