大型对撞机的实际用处

大型对撞机的实际用处

几个世纪前,炼金术的一个分支 —— 点金术探索了将普通金属转化为贵金属的可能性。尽管早期的实践者未能成功,但在现代科技的帮助下,科学家们似乎已经在大型强子对撞机中实现了这一古老梦想。在模拟宇宙大后的条件下,科学家们用强子对撞机将铅转化成了金,这一过程仅仅持续了极短的一瞬。

在你激动之余打算投资大型强子对撞机作为新的资产类别之前,需要明白这并不是真正意义上的黄金投资。实际上,这种转化所获得的金远远达不到制作一件珠宝所需的量。但令人惊叹的是,通过一种新的机制,一种元素被转化成了另一种具有完全不质的元素。

大型强子对撞机是世界上最大、最强大的粒子加速器,位于瑞士日内瓦的圆形隧道中。科学家们在这里以惊人的速度将微小粒子相互碰撞。这个长达17英里的隧道设施用于测试粒子物理学的理论预测,帮助我们更好地理解宇宙中的力以及大的原理。

大型强子对撞机经历了多次运行阶段。在第一阶段(2010-2013年),科学家们成功发现了希格斯玻色子。而在第二轮实验(2015年至2018年)中,对于完善我们对粒子物理学标准模型的理解以及更深入地探索希格斯玻色子的特性至关重要。现在,在大型强子对撞机内部有一种名为“ALICE”的设备,它专门用于研究强相互作用物质的物理学。这个设施通过测量夸克-胶子等离子体的特性来研究大后立即存在的条件。

当我们在大型强子对撞机中以接近光速的速度进行铅核之间的高能碰撞时,就会产生夸克-胶子等离子体。这是一种热且极其密集的物质状态,据信在大发生后充斥了整个宇宙。铅原子核也具有强大的电磁场。这种高速铅核之间的近距离频繁相互作用及其电磁场产生了一种类似于金的物质状态。欧洲核子研究中心(CERN)的工作人员解释了在LHC(大型强子对撞机)中发生的奇妙过程:“铅核以非常接近光速的速度行进,导致电磁场线被压缩成薄片状。在碰撞过程中,光子与原子核相互作用,激发其内部结构振荡,产生金核。”为了产生含有79个质子的金核,需要从铅原子核中移除三个质子。“ALICE”小组使用特殊的探测器来计算参与碰撞的光子数量,进而计算产生的金核数量。在大型强子对撞机的实验装置中,铅在极短的时间内通过一系列复杂的物理过程转化为金。这是第一次在大型强子对撞机上测量黄金产量,其结果已经发表在《物理评论杂志》上。尽管产生的黄金量很少,只有29皮克,但这仍然是炼金术的一次技术性实现,证明我们的祖先可能在几个世纪前已经掌握了一些基本的科学原理。敬请关注“知新了了”,探索更多科学奥秘!


大型对撞机的实际用处