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LHC“第三輪”運行期間第一次鉛-鉛對撞事件。圖片來源：歐洲核子研究中心官網
科技日報記者?劉霞
據歐洲核子研究中心官網23日報道，近日在大型強子對撞機（LHC）上開展的測試中，鉛原子核被加速并發生了核子—核子碰撞，對撞能量創下5.36太電子伏特紀錄，為2023年以后開展的鉛—鉛對撞奠定了基礎。
今年7月，LHC成功啟動第三輪運行，以創紀錄的13.6太電子伏特的能量進行了質子-質子碰撞，并于近日開展了上述鉛原子核對撞。鉛核包含208個核子（質子和中子），被用于夸克—膠子等離子體研究。其中物質的基本組成夸克和膠子不局限于核子內部，而是可在更大范圍內移動并相互作用。
為開展上述對撞實驗，歐洲核子研究中心離子注入器復合體經歷了一系列升級，為高亮LHC的鉛離子束總強度加倍作準備。要實現這一目標，需要在超級質子同步加速器內使用“動量滑移疊加”技術：兩批4束間隔100納秒的鉛離子“滑移”，以產生一批間隔50納米的8束鉛離子，這將使注入LHC的束流總數從第二輪運行期間的648增加到第三輪運行期間及以后的1248。所有升級完成后，LHC將提供比以往運行高10倍的重離子碰撞次數。
歐洲核子研究中心指出，上述對撞測試也是LHC開展的大型重離子對撞機實驗的一個重要里程碑，該實驗專門研究鉛離子碰撞。LHC上其他實驗也借助這次測試來調試升級情況及新安裝的子系統。其中超環面儀器測試了其觸發器軟件的升級情況，以增強第三輪運行期間的重離子物理數據采集。緊湊介子線圈升級了其讀取、數據采集、觸發和重建鏈的幾個組件，以充分利用高能鉛—鉛碰撞。LHC底夸克實驗開始在粒子數量非常大的鉛—鉛對撞下調試其新探測器。研究人員希望2023年及未來幾年的重離子物理學能取得豐碩成果。
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