世界頂尖的「大型強子對撞機」擬開展新計劃(圖)

「大型強子對撞機」（LHC）是世界上最大的粒子加速器設施。（示意圖/圖片來源：Adobe Stock）

歐洲核子研究中心（CERN）的「大型強子對撞機」（LHC）是世界上最大的粒子加速器設施，但它處於長期停機狀態，目前正在進行大規模升級。據CERN官網報道，該機構管理層於2019年底向理事會提交的新日程表顯示，LHC將於2021年5月重啟，並一直運行到2024年底。2025年將再開啟新一輪升級，直到「高亮度LHC」於2027年閃亮登場。

大型強子對撞機（Large Hadron Collider，縮寫為LHC）是一座位於瑞士日內瓦近郊歐洲核子研究組織的對撞型粒子加速器，作為國際高能物理學研究之用。LHC是一項國際合作計劃，由全球85國中的多個大學與研究機構，逾8,000位物理學家合作興建。

LHC原計劃於2008年正式運行，但因設備故障而延遲。2009年11月23日，它進行了修復完成後的第一次試撞。2015年4月5日，經過兩年的維護與升級，LHC再度啟動，並計劃進行13TeV質子質子碰撞實驗，探索未知領域，如：尋找暗物質、分析希格斯機制、研究夸克-膠子等離子體等。

LHC是迄今為止人類建造的最大的粒子對撞機，於2012年發現了被稱為「上帝粒子」的希格斯玻色子，舉世轟動。隨後幾年裡，LHC不斷推動粒子物理向前发展。它還首次觀測到五誇克態、雙粲重子及粲誇克中的電荷宇稱破壞現象等。

為了最大程度發揮其運行潛能，CERN決定對LHC進行升級。當地時間2018年12月3日，LHC二期運行結束，進入第二次長停機階段，開啟升級計劃的安裝調試。

這一整年，科學家與工程師緊鑼密鼓地實施加速器綜合設施和各大實驗的升級，以迎接LHC三期運行。所有機器和基礎設施都將得到升級：整個粒子加速器鏈全面翻新；大量新設備正在安裝；ALICE、ATLAS、CMS和LHCb四大實驗的很多實驗組件也將被替換。

據悉，此次升級後，LHC將煥然一新，質子束團對撞能量將從13TeV（太電子伏特）躍升至14TeV，對撞能力也將有所提升。

三期運行結束後，LHC將從2025年進入第三次長停機階段。到時，工程師將安裝「高亮度LHC」所需設備，為它在2027年年底的閃亮登場做準備。

「高亮度LHC」將比LHC產生更多碰撞，預計在整個運行期間積累的數據量將比LHC多10倍。這一史無前例的大裝置將有望觀測到十分稀有的物理現象，並大大地提高測量精度。