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作者 主題: 炮彈彈殼幫助科學家發現了希格斯玻色子(Higgs boson)  (閱讀 692 次)
peter
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« 於: 2018-01-03 12:07:59 »

http://www.cnbeta.com/articles/tech/685433.htm

100萬枚俄羅斯炮彈彈殼幫助科學家發現了希格斯玻色子(Higgs boson)。在全世界范圍內,第二次世界大戰遺留的武器成為物理學神秘實驗的幫手。在上世紀90年代中期,物理學家需要大量的、性質足夠強大的金屬來承受緊湊渺子線圈探測器產生的巨大磁場。

https://read01.com/RnRxy4k.html

一名俄羅斯海軍指揮官同意了本國科學家的請求,於是將二戰遺留下來的炮彈彈殼交給歐洲核子研究委員會下CMS項目的科學家。這些科學家進行的實驗需要600噸黃銅!2009年,大型強子對撞機啟動,在CMS探測器的幫助下,該裝置結束了此前長達50年、耗資數十億美元的研究,並於2012年發現了希格斯玻色子。

在上世紀90年代中期,物理學家需要大量的、性質足夠強大的金屬來承受緊湊渺子線圈探測器產生的巨大磁場。CMS探測器大小如同房屋,是瑞士日內瓦大型強子碰撞型加速裝置上的一個粒子探測器。科學家決定選用高質量的黃銅來進行試驗,但從哪才能搞到這麼多黃銅呢?

儘管俄羅斯科學界在上世紀90年代處於掙扎期,但參與到國際CMS合作的俄羅斯科學家仍然想提供自己力所能及的幫助。其中一位科學家想到堅硬的炮彈彈殼能滿足探測器的需要,在其請求之下,一名俄羅斯海軍指揮官同意將二戰遺留下來的炮彈彈殼交給CMS項目的科學家。這些科學家進行的實驗需要600噸黃銅!2009年,大型強子對撞機啟動,在CMS探測器的幫助下,該裝置結束了此前長達50年、耗資數十億美元的研究,並於2012年發現了希格斯玻色子。

證明最基本的物理定律相當耗費財力。就目前而言,搜尋基本粒子的實驗可能需要花費數十億美元,所以裝置的回收利用也就很常見了,此外某些零部件也經常在機器之間交換使用。那些最初為醫學成像機器而造的磁鐵可以用於核物理研究。有時,戰爭遺留下來的裝置或彈殼最後又參與到一些非常重要的物理實驗當中。幾位諾貝爾獎得主就藉此塑造了我們對宇宙運作方式的現代性理解。

二戰遺留下許多可用之物,比如說大型戰艦上數百毫米厚的鋼板以及發展核武器的剩下的材料。科學家通過個人人脈或是申請政府盈餘設備,還可以通過其他秘密渠道獲得相應設備。多數情況下,這些零部件都是免費贈送,不過不包郵,運費得自己付哦。

在美國,戰後設備的再利用通常會用到退役艦船的鋼製裝甲板。艦船的鋼板能抵禦炮彈的攻擊,而在上世紀60年代至70年代期間工作的粒子物理學家就利用這些鋼板來屏蔽背景輻射。

「物理學家需要大量高密度材料。他們想搞到這些東西而且還不能花太多錢,他們還考慮過用泥土或汽車車皮,但是想要更好地進行屏蔽一些不需要的粒子還得用鋼板。」來自伊利諾州費米國家加速器實驗室(Fermi National Accelerator Laboratory)的瓦萊麗·希金斯說道。

天助物理學家也,這種鋼板不僅廉價而且還很厚。1962年,紐約布魯克海文國家實驗室的美國物理學家利昂·萊德曼、傑克·施泰因貝格爾和梅爾文·施瓦茲可能是第一批將如此大量的戰後金屬納入實驗的團隊之一。這三位科學家希望藉此能更好地研究中微子。中微子是非常渺小又非常常見的粒子,但是大多數實驗卻檢測不到,因為這種粒子幾乎不與普通物質相互作用,可以說中微子就像鬼魂幽靈一般。

研究這些神秘粒子的特性需要獨創性的思考。物理學家認為他們可以利用布魯克海文交變梯度同步加速器的質子束來轟擊一大塊目標金屬鈹。這將導致不同粒子的簇射。在粒子簇射和最後探測器之間放置鋼板將確保只有中微子能穿過。

除了省錢,這堆鋼鐵之所以能在粒子物理學研究中發揮作用還有另一個原因。這就會談一個名詞即「低背景鋼」。最初是原子彈實驗以及1945年廣島長崎原子彈的爆炸,接下來冷戰初期也進行了核武器實驗,世界各地的背景輻射水平因此都在上升。因為生產鋼鐵會使用到大氣,所以現代鋼鐵受到了放射性核素的污染。而原子彈爆炸前生產的鋼鐵沒有遭受這種核污染所以被稱為低背景鋼。杜克大學物理學家菲利普·巴爾博的實驗中就使用了低背景鋼,他還表示新產的鋼通常受到了放射性鈷污染。巴爾博說道「現代鋼鐵的放射性並不算強,但對於高精度物理實驗來說還是不用為妙。」


原文網址:https://read01.com/RnRxy4k.html
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