揭秘发现"上帝粒子"的神秘机器-欧洲核子研究中心【高清组图】

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希格斯玻色子的神奇机器

2012年7月6日

2012年7月4日，在大型强子碰撞机（LHC）从事研究实验数据的科学家宣布，发现了一种与希格斯玻色子“相符”的新粒子——俗称“上帝粒子”的一种亚原子微粒。经过多年设计与建设，LHC于2008年在长约27公里的地下隧道射出质子。4年后，LHC发现了希格斯玻色子，找到了“粒子物理标准模型”中最后失踪的物质，一种可以用来解释本来没有质量的亚原子为何能够获得质量的物质。以下为这座造价40亿美元巨型机器的结构图片，可以让我们近距离地窥探这个亚原子的世界。（34张图片）

1. 2007 年 1 月19 日，紧凑渺子线圈 (CMS) 跟踪器罐体在清洁室的照片。CMS是一种通用探测器，为大型强子对撞机 （LHC） 的一部分，能够在14 万亿电子伏特的能量水平上研究质子碰撞许多方面的问题。（图片来源：）

2． 2000年2月22日， ATLAS洞室的土建工程。这间洞室内部最终将安装ATLAS实验设备，ATLAS实验欧洲核子研究组织（CERN）大型强子对撞机 （LHC）的一部分。（图片提供：Laurent Guiraud/© 2012 CERN）

3．1997年10月28日，欧洲核子研究中心（CERN），超环面仪器（ATLAS）罐体瓦热量计安装的各个不同阶段。ATLAS（超环面仪器）是建于LHC中7个粒子探测器实验之一。（照片来源：2012CERN Laurent Guiraud）

4.2007年5月31日，瑞士日内瓦附近，欧洲核子研究中心，安装在隧道中的LHC。（美联社图片：Keystone, Martial Trezzini）

5．2010年3月30日，欧洲核子研究组织的球星建筑闪亮在瑞士日内瓦郊外。（美联社图片：Anja Niedringhaus）
6．2007年7月18日，跟踪器集成设备上所做的像素条（pixel-strip）集成（pixel-strip integration）试验照片（照片来源：Maximilien Brice/© 2012 CERN）

7． 2006年10月19日，在紧凑渺子线圈清洁室，工作人员正在安装首个半跟踪内罐/内圈。（照片来源：Maximilien Brice/© 2012 CERN）

8．ALICE （ 大型离子对撞机实验） 光子谱仪的一个模块。ALIC光子谱仪的第一个模块上有 3,584个钨酸铅晶体。钨酸铅晶体有玻璃般的透明度，并具有很高的密度，可以用作闪烁晶体，被输入的粒子击中时亮起。（照片来源：Maximilien Brice/© 2012 CERN）

9．2008年10月3日，在日内瓦的CERN LHC计算网络中心，一位科学家正在从事维修工作。这个中心是散布在33个国家的140个数据处理中心之一。每年需要从数百次LHC亚原子碰撞中收集超过1500万G的数据。（路透社：Valentin Flauraud）

10．2005年11月11日，工作人员正在ATLAS实验设备的半导体跟踪器罐上从事精密工作。所有精密部件的全部工作都必须在洁净室里进行，防止空气灰尘等杂质污染探测器。半导体跟踪程序将安装在 靠近ATLAS 实验设备核心的罐体中，以检测质子与质子碰撞中产生的粒子的路径。（图片来源：Maximilien Brice/© 2012 CERN）

11．2007年5月29日，巨型ATLAS环形磁端部盖体从180号大楼运到ATLAS的1号点。（图片来源：Claudia Marcelloni/© 2012 CERN）

12． 2008年2月15日，将一个ATLAS μ 介子小轮（总共两个）下落进穴室。该隧道处于深达175米的地下。（图片来源：Claudia Marcelloni/© 2012 CERN）

13. 紧凑渺子线圈 (CMS)穴室照片，规模惊人：长53米，宽27米，高24米。（图片来源：Maximilien Brice/© 2012 CERN)

14．ATLAS实验设备内装探测器组装的一个主要里程牌。半导体跟踪器 (SCT) 与过渡辐射跟踪器 (TRT) 是ATLAS 内部探测器所有三个主要部分的两部分。这些设备一起工作，确定LHC打开后产生的粒子碰撞的轨迹。（图片来源：Maximilien Brice/© 2012 CERN)

15．2005年5月15日。完整组装的电磁计热计实际上是座高达6米多、宽达7米多的墙壁，由3000块闪烁器、光学纤维及铅组成。2008年LHC启动后，这堵庞大的墙体将测量质子与质子碰撞时产生的粒子的能量。光子、 电子和正电子将通过这些模块中的多层材料，并通过微粒雨的形式将能量存贮在探测器中。（图片来源：Maximilien Brice/© 2012 CERN）

16．2007年，组装ALICE实验使用的内跟踪器。（图片来源：Maximilien Brice/© 2012 CERN）

17．2008年4月，物理学家彼得·希格斯（希格斯玻色子就是以他的名字命名的）参观了 ATLAS 实验。希格斯玻是首先提供这种机制的科学家之一，早在1964年就预言存在这样的玻色子。（图片来源：Claudia Marcelloni/© 2012 CERN）

18．2007年12月12日，跟踪器安装准备（图片提供：2012 CERN Michael Hoch）

19．历史性的一刻：2008年6月16日，关闭LHC光束管环。（照片来源：2012 CERN Maximilien Brice）

20． 2008年10月16日，星期四，瑞士日内瓦梅利，欧洲核子研究组织的2号线性加速器。目前使用的2号线性加速器建造于1978年，其作用就是将氢气分裂成电子与质子，并向LHC提供质子束。这台加速器定于2013年将被4号加速器替代。（美联社图片：Keystone, Martial Trezzini）

21．2006年8月23日，工程技术人员在仔细地校对、安装ATLAS中心的内探测器。（照片来源：2012 CERN Claudia Marcelloni）  

22．2006年12月4日，工作人员将三块壳体组装进ATLAS像素罐内。（照片来源：2012 CERN Maximilien Brice）

23．这张照片上可以看到紧凑渺子线圈 (CMS) 跟踪器筒体的上半面，它由三层硅模块组成，将安装在CMS实验的核心区域。安装在14兆电子的质子对质子碰撞的交汇点，这里的硅体必须具有承受强辐射及强磁场而不出现损坏的能力。2006年10月19日。（照片来源：2012 CERN Maximilien Brice）

24．2007年2月16日，使用一套轨道来移动一台ATLAS实验使用的端盖量热计。这种量热计用来测量两个质子碰撞时光束轴附近产生的微粒的能量。这种仪器要保持在低温恒温器内，以确保探测器具有最大的工作效率。（图片提供：2012 CERN Claudia Marcelloni）

25．2007年末，紧凑渺子线圈（CMS）探测器组件照片。（图片提供：2012 CERN (Maximilien Brice/）

26．2007年12月14日，将跟踪器装入紧凑渺子线圈（跟踪器上仍然有运输包装）（（图片提供：2012 CERN Michael Hoch ）

27．负责ATLAS协作的技术人员Michel Mathieu正在做ATLAS电磁热量计首个端盖上的电缆接线，之后热量计将插入其低温恒温器之中。数百万根导线连接到这个端部盖体上的电磁热量计上，然后必须从探测器中小心翼翼地引出，以读出数据。探测器上的每一元件都要连接在其中一条导线上，从而能够创造端部盖体完整的数据地图。（图片来源：Maximilien Brice/© 2012 CERN）

28． 2005年10月25日，为了让技术人员安装LHC长达27公里的隧道里来回走动，必须使用各种各样的交通方法。（图片提供：Maximilien Brice/© 2012 CERN）

29.2007年11月1日，在LHC隧道，一位焊工在两个LHC超导磁系统之间的连接处工作。（图片提供：Maximilien Brice/© 2012 CERN）

30． 2011年元月，将热量计移动到ATLAS洞室的A侧。（图片提供：Claudia Marcelloni/© 2012 CERN）

31．2007年6月28日，ATLAS像素探测器装入洞室。（图片提供：Claudia Marcelloni/© 2012 CERN）

32． 2005年11月4日。8条环形磁铁围绕着即将移入探测器中心的热量计。这台热量计将测量探测器中心质子碰撞后产生的粒子的能量。（图片提供：Maximilien Brice， 2012 CERN）

33．2012年4月5日，日内瓦附近欧洲核子研究组织大型强子碰撞机（LHC）控制室中的开关。这天，两个能量达到4万亿电子伏特的质子在LHC的四个交汇点发生碰撞。8万亿电子伏特的碰撞能量创造了新的世界记录，极大地增加了这台机器发现潜在粒子的能力。（路透社：Denis Balibouse）

34．这张欧洲核子研究组织提供的照片显示一起典型的候选事件，包括两个高能质子，其能量通过SMS电磁计热器测量的。黄线为碰撞中产生的其它粒子的测量轨迹。浅蓝色容体表示CMS晶体计热器筒。2012年7月4日，在一片欢呼声中，在世界最大原子加速器从事研究的科学家宣布，发现了一种新的亚原子粒子，声称这种粒子“符合”长期寻找的希格斯玻色子 —俗称“上帝粒子”——这种粒子可以解释是什么给予宇宙中的所有物质以体积和形态。（美联社图片/CERN）

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