評量準備/范鎮鈞

第一次月考2014/10

大強子對撞機

CERN大型強子對撞機位置圖

LHC的超導電四極電磁鐵

大型強子對撞機(LHC)是一座位於瑞士日內瓦近郊歐洲核子研究組織的對撞型粒子加速器，作為國際高能物理學研究之用。LHC已經建造完成，2008年9月10日開始試運轉，並且成功地維持了兩質子束在軌道中運行，成為世界上最大的粒子加速器設施。 大型強子對撞機是在一個圓周為27公里的圓形隧道內，該隧道因當地地形的起伏而位於地下約50至150公尺之間。隧道本身直徑三公尺，位於同一平面上，並貫穿瑞士與法國邊境，主要的部份大半位於法國。雖然隧道本身位於地底下，尚有許多地面設施如冷卻壓縮機，通風設備，控制電機設備，還有冷凍槽等等建構於其上。 加速器通道中，主要是放置兩個質子束管。由於須維持前所未有高能量的粒子運行，加速管由超導磁鐵所包覆，以液態氦來冷卻。管中的質子是以相反的方向，環繞著整個環型加速器運行。除此之外，在四個實驗碰撞點附近，另有安裝其他的二極偏向磁鐵及四極聚焦磁鐵。



銅板上的一氧化碳，只能看見氧原子(放大一億倍)

守恆律

1. 在基本粒子的世界中，基本粒子可以無中生有，也可以相互淹滅，但過程必須遵守各種守恆律。
2. 質能守恆：能量可以從虛無中化生成一對正反粒子，正反粒子也可以相互淹滅轉為能量。但其過程須遵守質能守恆定律。質能間的轉換比即為 E=mc² 。
3. 電荷(Q)守恆：任何過程電荷總量不變。

物質基本粒子

十二種基本粒子簡單圖示

• 上表諸粒子均有靜質量，參與重力作用。

質子與中子的組成

載力基本粒子

吸力圖示

斥力圖示

粒子				自旋	電荷	質量	作用力
玻色子 整數自旋	規範傳播子	光子(γ)		1	0	0</th	規範傳播子	光子(γ)		1	0	0	電磁力
		弱玻色子	W±	1	±1	15.7萬		弱力
			Z	1	0	17.8萬		弱力
		膠子(g)		1	0	0		強力
		引力子(G)		2	0	0		重力
	希格斯粒子(H)			0	0	待測	電弱