粒子物理衝擊！全球最強大的粒子加速器將為「新物理學」打開大門

在首次觀測到介子電離冷卻後，科學家離建造世界上最強大的粒子加速器又近了一步。這一突破性的發現將打開通往粒子物理學新世界的大門，其表現將超過日內瓦歐洲核子研究中心(CERN)的大型強子對撞機(LHC)等設施。迄今為止，像大型強子對撞機這樣的對撞機都是依靠質子粒子束以接近光速的速度圍繞圓形軌道運行，然後質子束相互碰撞，將粒子分裂成各自的組成部分。

但在過去20年里，包括英國科學家在內的100多名國際物理學家設計出了一種通過介子電離冷卻來建造更強大、更高效的粒子對撞機的方法，最終的目標是更好地理解我們周圍的宇宙是如何建立在最小的可觀測尺度上的，這種介子對撞機給科學家們帶來了全新的機遇。科學家正在嘗試探索以前從未探索過的物理機制，所以我們正在努力尋找以前從未發現過的新粒子和新物質。

上升到這些高得多的能量級別意味著我們可以探索一個與大型強子對撞機完全不同的基礎物理體系，介子是粒子物理學標準模型中概述的粒子之一，與質子、電子、夸克、膠子等離子並列。但是，當把亞原子粒子送入加速器軌道時，會遇到許多障礙。介子的壽命短得令人難以置信，它的半衰期只有2.2微秒，即200萬分之一秒。介子束也會變得炙熱，最高溫度達到100億開爾文。

這些粒子還需要首先通過分解質子來產生，這將導致介子云的擴散和不集中。為了將這些介子擊碎在一起，科學家們找到了一種方法，可以將這些粒子束冷卻、壓縮並聚焦到足以讓粒子碰撞的程度。實驗是在中子和介子束設施完成的，為了冷卻這些光束，科學家讓它們通過液態氫吸收器，所以科學家必須把液態氫冷卻到10開爾文，然後讓光束通過。

但是，液態氫很難處理，為了處理和控制它，科學家需要把它放在鋁窗裡面，那些鋁窗通常會破壞光束的質量，使光束變得更差。所以我們必須把這些材料做得儘可能薄，這樣才能得到性能良好的光束，這樣我們才能在冷卻過程中對光束進行適當的操作。含有介子束的是過冷磁鐵，需要足夠強大的力量來壓縮粒子，並確保粒子沿單一方向運動，科學家將這一過程比作在一個地方擠壓一個氣球，結果卻讓它在其它地方膨脹。

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