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光纤激光器进入人类最伟大的工程项目

  2、后LHC时代:光纤激光阵列功率达全球发电量千倍

  一个国际科学家联合小组设计了新的强大激光系统,该系统有上千个光纤激光(fiber lasers)的阵列组成,可以用来在实验室进行基础研究和更加广泛的应用,如质子治疗和原子核嬗变。

  激光可以提供非常短暂的测量手段,可以精确到飞秒(10^-15),瞬间释放的功率可以高达10^15瓦,是全球发电功率的上千倍。然而,阻碍高强度激光广泛应用的有两个方面:一是高强度激光通常每秒只能发出一个脉冲,而实际应用中则要求能提供上万次脉冲;二是高强度激光能量利用率非常低,输出的激光能量只是输入电能的很小一部分,大部分以热能的形式散发,在实际应用中要保持稳定的高功率输出是非常不经济的。

  最新研发的这种“光纤激光”阵列不但能提供稳定的光脉冲,而且能量利用效率也大大提升。科学家可以利用它研制一种紧凑型粒子加速器(Compact accelerators),可以在数厘米的距离上把粒子的能量提升到很高的水平,而传统的粒子加速器的加速距离则高达数公里。当今天的加速器体积做的越来越大,耗资越来越高的时候,这种用激光驱动的加速器会越来越受到青睐,或许新一代LHC会采用这种手段。

  3、LHC产生最高人造温度5.5万亿K

  通过对撞铅离子瞬间创造出夸克胶子等离子体,CERN的大强子对撞机(LHC)创下了至今最高的人造温度。夸克胶子等离子体是一种亚原子汤,被认为在创世大爆炸之后短时间内存在的物质状态。

  ALICE重离子实验物理学家周一在Quark Matter 2012会议上宣布了他们实验结果:夸克胶子等离子体温度比美国布鲁克海文国家实验室2010年创造的4万亿K等离子体高38%,达到5.5万亿K,创下了新的高温吉尼斯世界纪录。

  4、希格斯粒子现身LHC?

  欧洲大型强子对撞机(LHC)的物理学家们宣布发现希格斯玻色子——至少是一种疑似希格斯的粒子。两个实验组的置信度均为5σ,毫无疑问,LHC已发现了“希格斯样”的粒子。

  欧洲大型强子对撞机(LHC)的物理学家们宣布发现希格斯玻色子——至少是一种疑似希格斯的粒子。今天上午(北京时间7月4日下午3时许),在日内瓦欧洲核子研究组织(CERN)粒子物理实验室举行的两场特别研讨会上,LHC的两个主要实验项目——超环面探测器(ATLAS)和紧凑μ子螺线管(CMS)的发言人均报告了对希格斯粒子质量的测量值,置信度为5σ。在粒子物理学界,当某一结果的置信度超过此统计学阈值时,通常(但不总是)被认可为一项新“发现”。

  然而,尽管今天宣布发现了这种疑似希格斯的粒子,人们仍有很长的路要走,物理学家尚未完全理解它的性质。

  近50年来,物理学家们一直在追寻希格斯玻色子,因为它的发现将使粒子物理的标准模型得到完善。这种粒子及与其相关的场解释了大爆炸后电弱对称性的破缺,后者赋予特定的基本粒子以质量。标准模型并未预测希格斯粒子的质量,费米实验室的Tevatron、CERN的大型正负电子对撞机(LEP)和当前的LHC均设计了卓有成效的实验项目,试图测量这种粒子的质量。

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