大型強子對撞機首次加速原子：達到接近光速

　　北京時間8月6日消息，據(jù)國外媒體報道，7月25日，歐洲核子研究中心(CERN)大型強子對撞機(Large Hadron Collider，LHC)研究團隊又取得了一項突破，他們使帶有電子的原子加速到接近光速。該實驗的目的是檢驗利用LHC產(chǎn)生高強度伽馬射線的可行性，以推動物理學前沿研究。

　　或許有人對這些是否真的是人類加速到接近光速的第一批“原子”還存在疑問，這涉及一個語義學問題;大型強子對撞機是世界上最大的粒子加速器，一直在進行原子核的加速，這也是人們有時會將這臺大型儀器稱為“原子粉碎機”的原因。此前LHC還從未處理過帶有電子的原子核。CERN在聲明中解釋稱，研究人員加速了鉛原子核，每個原子核都有一個電子環(huán)繞，在相對低能量的離子束中加速了“大約一個小時”。鉛原子正常情況下具有82個電子，研究人員將其中81個電子剝離，實際上使鉛原子變成帶正電荷的離子。接著，研究人員“將LHC提高到最高功率，使離子束保持了大約兩分鐘再發(fā)射出去”。在后續(xù)測試中，研究人員用一組較小的原子使全功率離子束保持了兩個小時。

　　LHC物理學家米凱拉·紹曼(Michaela Schaumann)表示，加速帶有電子的原子很有挑戰(zhàn)性，因為“真的很容易將電子意外剝離……當這種情況發(fā)生時，原子核就會撞到離子束所在的管壁，因為此時它的電荷已經(jīng)不再與LHC的磁場同步。”

　　這項耗資數(shù)百萬歐元的實驗具有自我保護措施，即光束在變得不穩(wěn)定時會被自動棄置，以保護大型強子對撞機。

　　不過，研究人員稱，這些復雜的原子束要比原先預計的穩(wěn)定得多。紹曼表示，這是一個不錯的結(jié)果，可以為一系列新的實驗提供可能。這其中，最有趣的實驗應該是利用這些復雜原子作為伽馬射線源，使LHC變成一個伽馬射線工廠。當LHC將原子加速到接近光速時，用激光激發(fā)電子從高能態(tài)轉(zhuǎn)向低能態(tài)，就會釋放出光子。在LHC的加速下，這些光子將具有伽馬射線的波長和能量。相比已有的用電子束產(chǎn)生伽馬射線的手段，利用LHC產(chǎn)生的伽馬射線強度會更高，可以用于新型粒子物理學實驗及暗物質(zhì)的探索。