大型强子对撞机恢复运行第一天我们学到了什么

经过三年的升级和维护，全球最大、功率最高的粒子加速器大型强子对撞机 (LHC) 已启动第三次运行。美国东部时间周二上午 10:47，原子加速器将质子束射入瑞士一个 16.7 英里长的超导磁体环。新的升级将使 LHC 的碰撞能量增加到 13.6 万亿电子伏特（之前的运行能量分别为 8 万亿和 13 万亿电子伏特）。物理学家预测，该机器将以这种强度运行近四年——这将为粒子物理学领域带来新的见解。

欧洲核子研究中心（CERN）加速器和技术主任迈克·拉蒙特在一份新闻稿中表示：“这是一个显著的增长，为新的发现铺平了道路。”

新 LHC 时代的一个目标是更好地了解希格斯玻色子的结构，这是十年前对撞机发现的一种亚原子粒子。科学家认为希格斯玻色子为电子和夸克等其他粒子提供了质量，它是在数十亿年前宇宙大爆炸后 10 到 12 秒产生的。

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负责运行大型强子对撞机的欧洲核子研究中心的科学家计划测量希格斯玻色子如何衰变成其他物质，例如介子。欧洲核子研究中心理论学家米开朗基罗·曼加诺在一份新闻稿中表示：“这将是希格斯玻色子传奇的一个全新结果，首次证实第二代粒子也通过希格斯机制获得质量。”

LHC 的升级还将更精确地测量宇宙中的其他基本特征，例如物质-反物质不对称的起源（为什么物质多于反物质的未解之谜）。其他感兴趣的领域包括寻找暗物质和研究极端温度和密度下的物质。

为了寻找这些稀有的原子碎片，大型强子对撞机配备了多个加速结构，以增强粒子束的能量。该机器使用数千个磁铁，帮助将粒子推得更近，从而增加碰撞的可能性。这些粒子束在碰撞前几乎以光速传播，使科学家能够研究原子的内部。

通过粒子碰撞，物理学家对已知最小的物质构成要素有了深入的了解。同样在周二，欧洲核子研究中心 (CERN) 提供了三种新奇异粒子的证据，即五夸克和两个四夸克。这一发现可能有助于物理学家了解夸克（一对带少量电荷的亚原子粒子）是如何形成的。据信，夸克结合在一起会形成原子核中的质子和中子，它们合称为强子。

这也有助于解释奇异强子的产生，奇异强子是由三个以上夸克组成的粒子。“发现新类型的四夸克和五夸克并测量其性质将有助于理论家开发奇异强子的统一模型，而这种模型的确切性质在很大程度上尚不清楚，”负责这一发现的实验的发言人克里斯·帕克斯 (Chris Parkes) 在另一份 CERN 新闻稿中表示。随着大型强子对撞机的运行，科学家们可能离揭开宇宙的秘密更近了一步。