任霄鹏

 

图片说明：在LHC最近一次的高压测试中，由于固定磁体所使用的玻璃纤维材料没有达到要求，美国费米实验室负责设计制造的磁体系统发生爆裂，一根磁体连接管断裂。

位于瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机（LHC）已于3月完成组装。它将通过剧烈碰撞打碎质子，从而使科学家有望发现并确定期待已久的希格斯玻色子。

 

LHC原计划在2008年夏天开始产出研究数据，但天有不测风云。据4月3日《自然》杂志在线报道，LHC计划意外受挫。在3月27日进行的一项高压检测中，LHC用于聚焦质子束的四极磁体系统（quadrupole magnet system）发生爆裂。幸好工作人员在测试时撤离现场，没有发生人员伤亡。但是，这起事故意味着LHC磁体相关部分将不得不重新设计制造。

 

负责设计和制造LHC四极磁体部分的是美国的费米实验室，该实验室官员表示，发生爆炸时，工作人员正在就实验中温度大幅增长对磁体产生的影响进行模拟检测。

 

由于温度的大幅上升会导致磁体脱离超导状态，产生电阻，瞬间磁体温度会突然大幅升高，导致磁体周围的液氦蒸发。产生的氦蒸气将对磁体及周围结构施加巨大的压力。此次的检测也就是为了模拟这一事件发生的可能性。

 

不幸的是，LHC的磁体系统结构没有通过考验。当蒸气压力达到20个大气压时，磁体开始移动，一根磁体间相连的管子发生爆裂。

 

爆炸的巨响使在场安全人员的听力受到巨大损伤。费米实验室有关人员承认，此次事故的责任在于他们的失误。该实验室通信部主任Judy Jackson表示，用于固定磁体的结构是由一种名为G11的玻璃纤维材料制成，而它的承受度没有达到LHC所需要的标准。但Jackson表示，该部件的相关文件经过四次评审，都没有发现这一失误。她说，“我们将调查这是怎么回事。”

 

在LHC的架构中，12500吨重的探测器上总共安装了超过1200个磁体，其中包括392个四极磁体用于保持质子束的运动轨迹。但是，问题的责任不会超出9个由费米实验室专门设计制造的四极磁体装置。

 

费米实验室加速器联合主任Stephen Holmes目前正在带领一支队伍与CERN的科学家一道，紧急进行LHC的改造设计，希望能够不从对撞机内取出磁体就能解决问题。该小组计划在4月24日的CERN会议上提出可能的解决方案。

 

但是，费米实验室的人员也无法确定究竟需要多久来完成整个改造。不过Jackson表示，“我们的目标就是要成功，以免影响整个计划的进度。没有任何迹象表明我们做不到这一点。”