機器就是將各種金屬和非金屬部件組裝成的裝置,自從西方工業(yè)革命后,它在人類歷史發(fā)展上起著非常重要作用。隨著人類科技不斷進步,機器運用也是越來越廣,極大的方便了人們。下面就跟360常識網(wǎng)一起具體看看世界上最大的機器等相關(guān)內(nèi)容。

建造過程和探索微觀粒子的目的
大型強子對撞器[2-3],英文名稱為LHC(Large Hadron Collider)是一座位于瑞士日內(nèi)瓦近郊歐洲核子研究組織CERN的粒子加速器與對撞機,作為國際高能物理學(xué)研究之用。地理坐標(biāo)為北緯46°14′00″,東經(jīng)6°03′00″46.23;6.05,LHC已經(jīng)建造完成。
大型強子對撞機將是世界上最大、能量最高的粒子加速器,來自大約80個國家的7000名科學(xué)家和工程師。由40個國家建造。是一種將質(zhì)子加速對撞的高能物理設(shè)備。它是一個圓形加速器,深埋于地下100米,它的環(huán)狀隧道有27公里長,坐落于在瑞士日內(nèi)瓦的歐洲核子研究中心(又名歐洲粒子物理實驗室),橫跨法國和瑞士的邊境。

為了節(jié)省成本,物理學(xué)家們沒有開鑿一條昂貴的新隧道來容納新的對撞機,而是決定拆掉原來安置在歐洲原子核研究中心的正負電子加速器,代之以建造大型強子對撞機所需要的5萬噸設(shè)備。當(dāng)兩個質(zhì)子束在環(huán)形隧道中沿著反方向運動的時候,強大的電場使它們的能量急劇增加。這些粒子每運行一圈,就會獲得更多的能量。要保持如此高能量的質(zhì)子束繼續(xù)運行需要非常強大的磁場。這么強的磁場是由冷卻到接近絕對零度的超導(dǎo)電磁體產(chǎn)生的。物理學(xué)家們最希望建造的是一個30公里長的機器,它能以至少5千億電子伏的能量將電子和正電子一起粉碎。目前;對撞機已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了‘希格斯粒子希格斯玻色子的存在,升級后發(fā)現(xiàn)‘夸克奇異重子’五種夸克的‘味變’集合體存在,改造升級能量的加大還會‘探索發(fā)現(xiàn)’超對稱粒子和希格斯耦合粒子與粒子的額外維相存在。
設(shè)備結(jié)構(gòu)
LHC是一個國際合作的計劃,由34個國家超過兩千位物理學(xué)家所屬的大學(xué)與實驗室所共同出資合作興建的。
LHC包含了一個圓周為27公里的圓形隧道,因當(dāng)?shù)氐匦蔚木壒饰挥诘叵?0至150米之間。這是先前大型電子正子加速器(LEP)所使用隧道的再利用,隧道本身直徑三米,位于同一平面上,并貫穿瑞士與法國邊境,主要的部分大半位于法國。雖然隧道本身位于地底下,尚有許多地面設(shè)施如冷卻壓縮機,通風(fēng)設(shè)備,控制電機設(shè)備,還有冷凍槽等等建構(gòu)于其上。
加速器通道中,主要是放置兩個質(zhì)子束管。加速管由超導(dǎo)磁鐵所包覆,以液態(tài)氦來冷卻。管中的質(zhì)子是以相反的方向,環(huán)繞著整個環(huán)型加速器運行。除此之外,在四個實驗碰撞點附近,另有安裝其他的偏向磁鐵及聚焦磁鐵。
LHC加速環(huán)的四個碰撞點,分別設(shè)有五個偵測器在碰撞點的地穴中。其中超環(huán)面儀器(ATLAS)與緊湊渺子線圈(CMS)是通用型的粒子偵測器。其他三個(LHC底夸克偵測器(LHCb),大型離子對撞器(ALICE)以及全截面彈性散射偵測器(TOTEM)則是較小型的特殊目標(biāo)偵測器。
研究歷史
1994年,大型強子對撞機項目立項后,林恩·埃文斯理所當(dāng)然地就成為了這個耗資百億美元的項目的負責(zé)人。對撞機從設(shè)計到建造,都由他全權(quán)負責(zé)。14年后,在瑞士和法國交界地區(qū)地下100米深處的周長為27公里的環(huán)形隧道里,埃文斯和全球80多個國家近萬名科學(xué)家的心血結(jié)晶——大型強子對撞機正式建成。
在2005年10月25日,因為起重機載貨的意外掉落,造成一位技術(shù)人員的喪生。
2007年3月27日,由費米實驗室所負責(zé)建造,一個用于LHC內(nèi)部的三極低溫超導(dǎo)磁鐵(屬于聚焦用四極磁鐵),因為支撐架的設(shè)計不良,在壓力測試時發(fā)生破損。雖然沒有造成人員的傷亡,但是卻嚴(yán)重影響了LHC開始運作的時程。
2008年6月15日,在埃文斯的退休儀式上,這6位主任紛紛親自出面或通過視頻向他致以敬意。他們還聯(lián)合簽署了一份文件,將大型強子對撞機以林恩·埃文斯的名字命名,并制作了一個對撞機偶極子的小模型贈送給埃文斯。
2008年9月10日,對撞機初次啟動進行測試。埃文斯將手指放在鼠標(biāo)上,親自點擊啟動了首次測試。這次測試是研究人員將一個質(zhì)子束以順時針方向注入到加速器中,讓其加速到99.9998%光速的超快速度,從而使此質(zhì)子束在全長27公里的環(huán)形隧道中以每秒11245圈的速度狂飆。這一幕通過網(wǎng)絡(luò)視頻向世界進行了直播,還有300多名記者來到此實驗室目睹測試過程。
2008年9月19日,LHC,第三與第四段之間,用來冷卻超導(dǎo)磁鐵的液態(tài)氦,發(fā)生了嚴(yán)重的泄漏。據(jù)推測是由于聯(lián)接兩個超導(dǎo)磁鐵的接點接觸不良,在超導(dǎo)高電流的情況下融毀所造成的。依據(jù)CERN的安全條例,必需將磁鐵升回到室溫后詳細檢查才能繼續(xù)運轉(zhuǎn),這將需要三到四周的時間。要再冷卻回運作溫度,也是得經(jīng)過三四周的時間,如此正好遇上預(yù)定的年度檢修時程,因此要開始運作將可能延遲至2009年春天。
2008年10月16日,CERN發(fā)布了關(guān)于液態(tài)氦泄漏事件的調(diào)查分析,證實了先前推測的為兩超導(dǎo)磁鐵間接點不良所造成的。由于安全條例確實地實行、安全設(shè)計皆有正常工作、并且替換用的零件都有庫存,預(yù)期2009年6月重啟。

運行狀況
2008年9月10日下午15:30正式開始運作,成為世界上最大的粒子加速器設(shè)施。2008年9月19日,LHC第三與第四段之間,用來冷卻超導(dǎo)磁鐵的液態(tài)氦,發(fā)生了嚴(yán)重的泄漏,導(dǎo)致對撞機暫停運轉(zhuǎn)。自大約80個國家的7000名科學(xué)家和工程師參與了該項目。60余名中國科學(xué)家(其中近四十人為臺灣科學(xué)家)參與強子對撞機實驗。四個主要實驗均有中國科研單位和高校參與,分別為:中科院高能物理研究所、中國科技大學(xué)、山東大學(xué)、南京大學(xué)參與ATLAS實驗;中科院高能物理研究所、北京大學(xué)參與CMS實驗;華中師范大學(xué)參與ALICE實驗;清華大學(xué)參與LHCb實驗。
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