“无限机”——精度达头发丝的300分之一!


材料牛注:早在一千年以前,数学家和哲学家们就已经开始思考“无限”这个概念,然而直到今天,人们还是无法完全理解它。无限只猴子能否利用无限个键盘来敲出莎士比亚的每一部剧本?A点和B点之间加上无限多的中间点,有人可以从A走到B么?这种“无限”的问题只会让人感到莫名其妙,但是“无限”作为一个抽象的概念,其利用价值是巨大的。而往往我们想去量化它时,会有种崩溃的感觉。

而在欧洲核子研究所的科学家们目前正在研究的一些极为复杂物理问题,这些问题已经需要到无限的阶段了。例如,寻找无规律的希格斯玻色子以及粒子碰撞问题。而为了解决这些问题,CERN的科学家们成功地研发了一个精密的装置,称作无限机。

几年来,CERN的无限机已经帮助气象实验室的物理学家多次校准了价值高达几十亿美元的对撞机。“无限机”不但可以精确测量一个重达一顿的组件,而且其精度能达到人类头发丝的300分之一。不仅如此,其在粉碎粒子时产生的误差可以忽略不计。但是它的缺点是需要提前三天进行设置,实验前一小时需要检测组件并确定其大小。后来CERN的科学家们进一步改进无限机,使其可以探测装置的3D图像。

除上述作用外,无限机还有其他的重要应用,比如可以用作紧凑型直线对撞机(CLIC)的加速结构。这种结构是通过极高的速度来粉碎电子和正电子(反电子)。其中比较著名的大型强子对撞机(LHC)就成功地打破了电子和质子。此外,CERN表示CL IC的中发生的电子碰撞可以为为基本物理现象的观察提供独特的视角。

近几年来,CERN取得了一些令人惊奇的发现。在2012年7月,CERN的物理学家宣布发现了希格斯玻色子,即上帝粒子,这个发现可能会对物理学领域里一些重大问题的解决有关键作用。而当年的12月底,另外两个物理学家独立团队发现了一些比希格斯波色子更为独特有价值的的粒子。在这些发现的研发设备中,“无限机”可能只在大型的设备中占有很小的空间,但是它仍然对CERN的研究起着重要的作用。

原文链接:CERN's 'Infinity machine' is one of the most precise measurement devices in the world

感谢材料人编辑部封蕾提供素材

分享到