大型强子对撞机将两束质子分别加速到7TeV(7万亿电子伏特)的极高能量状态,并使之对撞。其能量状态可与宇宙大爆炸后不久的状态相比。粒子物理学家将利用质子碰撞后的产物探索物理现象,例如,寻找标准模型预言的希格斯粒子、探索超对称、额外维等超出标准模型的新物理。
大型强子对撞机的精确周长是2.6659万米,内部总共有9300个磁体。大型强子对撞机不仅是世界上最大的粒子加速器,而且仅它的制冷分配系统(cryogenic distribution system)的八分之一,就称得上是世界上最大的制冷机。制冷分配系统在充满近60吨液态氦,将所有磁体都冷却到零下271.3℃(1.9开氏度)前,它将先利用1.008万吨液态氮将这些磁体的温度降低到零下193.2℃。
自从1980年“大型强子对撞机”的构想首度出现以来,历经近30年,这一“世界上最大的机器”终于从梦想成为现实,2008年9月10日已经开始试运转。现撷取一些有关它的数据“之最”,记录如下:
⒈世界上最大的机器:“大型强子对撞机”不仅是世界上最大的粒子加速器,而且也是世界上最大的机器。它位于瑞士、法国边境地区的地下100米深的环形隧道中,隧道全长26.659公里。
⒉地球上最快的“轨道”:如果“开足马力”,数以百万计的粒子将在环形隧道内以每秒11245圈的速度“狂飙”,约等于光速的99.99%。
⒊太阳系中最“空旷”的地方:为避免粒子流与气体分子发生碰撞,粒子流都在超高真空的“通道”内运行,其间如同星际空间一样“空旷”,气压仅为10的负13次方个标准大气压,比月球上的大气压还小10倍。
⒋最热与最冷的机器:大型强子对撞机是个既极端热又极端冷的机器。当两束粒子流对撞的时候,碰撞点将产生极端高温,可以达到太阳中心温度的10万倍。而与之形成鲜明对比的是,由于采用了超流体氦冷却等手段,对撞机中粒子运行的加速腔在工作时的温度仅为零下271.3℃(1.9K),比遥远的太空还要冷。
⒌全球最强大的超级计算机系统:大型强子对撞机上进行的每一个大型试验一年所获得的数据,可以刻满十万张双层DVD。为了对这些数据进行分析,世界各地成千上万名科学家都参与进来,他们所使用的数万台甚至数十万台计算机借助分布式计算网络(网格计算)联合在一起,这也构成了全球最强大的超级计算机系统。