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LHC“第三轮”运行期间第一次铅-铅对撞事件。图片来源：欧洲核子研究中心官网
科技日报记者 刘霞
据欧洲核子研究中心官网23日报道，近日在大型强子对撞机（LHC）上开展的测试中，铅原子核被加速并发生了核子—核子碰撞，对撞能量创下5.36太电子伏特纪录，为2023年以后开展的铅—铅对撞奠定了基础。
今年7月，LHC成功启动第三轮运行，以创纪录的13.6太电子伏特的能量进行了质子-质子碰撞，并于近日开展了上述铅原子核对撞。铅核包含208个核子（质子和中子），被用于夸克—胶子等离子体研究。其中物质的基本组成夸克和胶子不局限于核子内部，而是可在更大范围内移动并相互作用。
为开展上述对撞实验，欧洲核子研究中心离子注入器复合体经历了一系列升级，为高亮LHC的铅离子束总强度加倍作准备。要实现这一目标，需要在超级质子同步加速器内使用“动量滑移叠加”技术：两批4束间隔100纳秒的铅离子“滑移”，以产生一批间隔50纳米的8束铅离子，这将使注入LHC的束流总数从第二轮运行期间的648增加到第三轮运行期间及以后的1248。所有升级完成后，LHC将提供比以往运行高10倍的重离子碰撞次数。
欧洲核子研究中心指出，上述对撞测试也是LHC开展的大型重离子对撞机实验的一个重要里程碑，该实验专门研究铅离子碰撞。LHC上其他实验也借助这次测试来调试升级情况及新安装的子系统。其中超环面仪器测试了其触发器软件的升级情况，以增强第三轮运行期间的重离子物理数据采集。紧凑介子线圈升级了其读取、数据采集、触发和重建链的几个组件，以充分利用高能铅—铅碰撞。LHC底夸克实验开始在粒子数量非常大的铅—铅对撞下调试其新探测器。研究人员希望2023年及未来几年的重离子物理学能取得丰硕成果。
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