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LHC“第三輪”運(yùn)行期間第一次鉛-鉛對(duì)撞事件。圖片來源：歐洲核子研究中心官網(wǎng)
科技日?qǐng)?bào)記者?劉霞
據(jù)歐洲核子研究中心官網(wǎng)23日?qǐng)?bào)道，近日在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）上開展的測試中，鉛原子核被加速并發(fā)生了核子—核子碰撞，對(duì)撞能量創(chuàng)下5.36太電子伏特紀(jì)錄，為2023年以后開展的鉛—鉛對(duì)撞奠定了基礎(chǔ)。
今年7月，LHC成功啟動(dòng)第三輪運(yùn)行，以創(chuàng)紀(jì)錄的13.6太電子伏特的能量進(jìn)行了質(zhì)子-質(zhì)子碰撞，并于近日開展了上述鉛原子核對(duì)撞。鉛核包含208個(gè)核子（質(zhì)子和中子），被用于夸克—膠子等離子體研究。其中物質(zhì)的基本組成夸克和膠子不局限于核子內(nèi)部，而是可在更大范圍內(nèi)移動(dòng)并相互作用。
為開展上述對(duì)撞實(shí)驗(yàn)，歐洲核子研究中心離子注入器復(fù)合體經(jīng)歷了一系列升級(jí)，為高亮LHC的鉛離子束總強(qiáng)度加倍作準(zhǔn)備。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要在超級(jí)質(zhì)子同步加速器內(nèi)使用“動(dòng)量滑移疊加”技術(shù)：兩批4束間隔100納秒的鉛離子“滑移”，以產(chǎn)生一批間隔50納米的8束鉛離子，這將使注入LHC的束流總數(shù)從第二輪運(yùn)行期間的648增加到第三輪運(yùn)行期間及以后的1248。所有升級(jí)完成后，LHC將提供比以往運(yùn)行高10倍的重離子碰撞次數(shù)。
歐洲核子研究中心指出，上述對(duì)撞測試也是LHC開展的大型重離子對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要里程碑，該實(shí)驗(yàn)專門研究鉛離子碰撞。LHC上其他實(shí)驗(yàn)也借助這次測試來調(diào)試升級(jí)情況及新安裝的子系統(tǒng)。其中超環(huán)面儀器測試了其觸發(fā)器軟件的升級(jí)情況，以增強(qiáng)第三輪運(yùn)行期間的重離子物理數(shù)據(jù)采集。緊湊介子線圈升級(jí)了其讀取、數(shù)據(jù)采集、觸發(fā)和重建鏈的幾個(gè)組件，以充分利用高能鉛—鉛碰撞。LHC底夸克實(shí)驗(yàn)開始在粒子數(shù)量非常大的鉛—鉛對(duì)撞下調(diào)試其新探測器。研究人員希望2023年及未來幾年的重離子物理學(xué)能取得豐碩成果。
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