垃圾抽屉里的人都知道,跟踪细碎的蜉蝣是很困难的。你发誓你有图钉,他们必须把藏在什么地方,对吧?随着胶水吗?还是在那个大盒子的办公用品也有一些随机的旧电视设备,加上快船用来剪狗每年夏天?,嗯——所有这些照片从你的婚礼也在那个盒子里。也许你会保持更好地跟踪他们,如果他们的垃圾抽屉吗?在他们去。
处理所有随机混乱可能会给你一些同情的物理学家在欧洲核研究组织。(这是缩短欧洲核子研究中心,在一个混乱的事件与法语切换到英语翻译。)欧洲核子研究中心科学家们聪明的姑娘们和运行的人大型强子对撞机——我们将缩短到更实际的大型强子对撞机。大型强子对撞机是一个大粒子加速器位于瑞士乡间深处,物理学家证实的存在希格斯玻色子领导的亚原子粒子,科学家了解更多关于宇宙中物质收益质量。18新利最新登入
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这里的关键词是“亚原子。”Saying that scientists at CERN are looking at things on a small scale is a vast understatement. Not only are they watching two protons – subatomic particles themselves – collide into each other, but they're also attempting to chart the subatomic debris that flies off when it happens. To the uninitiated, it might just look like a junk drawer of teeny, tiny, rapidly moving particles ... which, on top of being so small, decay almost faster than you can detect them.
让我们走尽管整个过程fling-fly-decay了解究竟是什么,科学家必须跟踪。在大型强子对撞机,质子种族围绕一个环形轨道接近光速。他们不只是可以压缩在片刻的注意。欧洲粒子物理研究所的科学家们不得不将一束质子交在大型强子对撞机通过氢气流到双等离子管,带电子的氢原子,只留下质子[来源:O 'Luanaigh]。
质子直线加速器输入2,第一个在LHC加速器。2是一个线性加速器,它使用电磁场推和拉质子,使它们加速[来源:欧洲核子研究中心]。经过第一个加速度,质子已经1/3光速的速度运行。
然后他们进入质子同步加速器助推器,它由四个戒指。单独组织的质子种族周围的每一个——同时加快与电脉冲和引导磁铁。在这一点上,他们步调光速的91.6%,和每个质子组被挤得更近。
最后,他们扔到质子同步加速器——现在更集中集团[来源:欧洲核子研究中心]。质子同步加速器,质子循环在2060英尺(628米)环大约1.2秒一圈,他们达到光速的99.9%以上[来源:欧洲核子研究中心]。在这一点上,他们真的不能更快;相反,质子开始增加质量和得到更重。他们进入superlatively-named超级质子同步加速器,蔓延(7-kilometer)戒指,他们进一步加速(从而使他们甚至更重的),这样他们就可以被拍摄到LHC的梁管道。
在LHC有两个真空管道;一个质子束旅游方式之一,而另一个梁赛车相反的方向。18新利最新登入然而,在16.5英里的四条边(环形)大型强子对撞机,有一个探测器室梁可以相互交叉,这就是神奇的粒子碰撞发生。最后,是我们的抽屉亚原子的杂物。
“有趣”,你可能会思考。“这是一个很酷的故事粒子加速,兄弟。但物理学18新利最新登入家们怎么知道在加速器粒子要去哪里?他们到底18新利最新登入是如何能够跟踪碎片碰撞研究吗?”
磁铁,哟。答案永远是磁铁。
公平地说,它实际上是只有第一个问题的答案。(我们会得到第二个。)但是非常巨大,冷磁体防止粒子标题错了。磁铁成为superconducters时保持在很低的温度比外太空——我们说冷。超导磁体,创建一个强大的磁场,引导粒子在大型强子对撞机——最终,互相[来源:Izlar]。
这给我们带来了我们的下一个问题。18新利最新登入科学家如何跟踪结果的粒子碰撞事件吗?“跟踪”实际上成为一个讲词在我们的解释。可以想象,物理学家们不只是观看大屏幕电视,翻转显示质子之间的烟火和重播“星际迷航”。When they are observing proton races and collisions, scientists are mostly watching data. (Not Data.) The particles they're "keeping track" of after collisions are actually no more than tracks of data that they can analyze.
的探测器实际上是被称为一个追踪装置,它真的让物理学家们“看到”的路径粒子碰撞后了。当然,他们所看到的是粒子的轨迹的图形表示形式。随着粒子通过跟踪装置,电信号被记录,然后转换成一个计算机模型。量热计探测器也停下来吸收粒子测量它的能量,和辐射还用于进一步测量其能量和质量,从而缩小特定粒子的身份。
从本质上讲,这就是科学家们能够跟踪和捕获18新利最新登入粒子期间和之后的过程加速和碰撞当LHC最近运行。然而,一个问题是,这么18新利最新登入多的碰撞发生每秒——我们说的数十亿——不是所有的质子粉碎实际上是有趣的。科学家们需要找到一种方法来从无聊的有用的碰撞。的探测器来:他们看起来有趣的点粒子,然后通过一种算法运行它们,看看是否值得进一步研究[来源:Phoboo]。如果他们需要仔细观察,科学家们得到。
LHC在2015年再次打开时,会有比以前更多的碰撞(和碰撞能量的两倍)[来源:查理]。当这种情况发生时,系统触发一个“嘿,看看这个”旗帜的物理学家将拥有升级:更微妙的选择都将会提前过去的第一阶段,然后所有这些事件都将彻底分析。
所以,敬请期待找到更多关于物理学家如何跟踪在大型强子对撞机粒子;18新利最新登入事情可以改变在接近光速。
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