http://motherboard.vice.com/read/americas-new-particle-collider-is-one-foot-long
Written by Jason Koebler
Staff Writer
November 5, 2014
CERN 的粒子對撞機有 17 英里長。中國才剛宣佈要打造一個超級對撞機，據說有 49 英里這麼長。不過，美國的新粒子對撞機不到 12 英寸長！
為何尺寸能這麼小？因為該對撞器內充滿了大量的電漿，使位於加州 Menlo Park 的 SLAC 國家加速器實驗室研究者能以新方法加速粒子，其速度要比傳統方法快 500 倍以上。一篇發表在 Nature 期刊的測試報告中，Michael Litos 以及他的團隊，能在這麼小的腔室中將一束電子加速到近乎光速。
"如果你想要打造次世代高能物理粒子對撞機，這裡有二種構思方式，" Litos 向筆者表示。
首先，他說，你可以把它建造的比 Large Hadron Collider (LHC) 或是它的指定接班人 Compact Linear Collider（密集線性對撞機，那預計有 31 英里長）還要更大。"或著，你可以打造一款能夠與之抗衡的機器，那運用我們對於電漿尾跡場加速（plasma wakefield acceleration）的已知資訊，能使物理足跡減少達一個數量級，" 他表示。"一瞬間，一個 50 公里的加速器變成了某樣只有 5 公里長的東西。"
要澄清的是，這個位於 Menlo Park 的一英尺加速器並不是要尋找希格斯玻色子，或是完成任何正在 CERN 進行的重要研究。 LHC 無疑仍是最強的粒子加速器，而目前提到的這種技術，很有可能刺激次世代超級對撞機的發展。那是一個概念驗證，證明若要打造次世代的粒子對撞機，我們不需要一個在地面下的巨大隧道。
在一個傳統的粒子對撞機中，利用電磁場將電子束發射到一個大型真空管。在這種過程中，需要用到許多能量來持續加速電子，這也是管道本身會這麼龐大的緣故。
但是將管道裝滿了電漿（在此例中，利用一個 UCLA 研究者所創造的特製爐），能量可從一道電子束（drive bunch，驅動束）回傳到它後面的另一道（trailing bunch，尋跡束）。每一次你這麼做的時候，尋跡電子（trailing electrons）會變得更快。
"我們在一道之後接著送出另一道。第一道把它的能量放棄，給了第二道，而在更短的距離內，我們能使它們被加速的更快，" Litos 說。"如果你反覆這件事非常非常多次，你能將之（能量）放大，打造出一個應用導向（application-driven）對撞機。"
而那就是目前的計畫。為了在管道內實際創造出電漿，Litos 在管道內裝滿了氫，接著使用一套簡單的雷射轟炸它，將之離子化。而這項技術能被放入更大的對撞機中，接著，真正的粒子追獵即將準備開始。
"目前，這是一項基礎研究，但我們正將清單上的事情一一完成，" Litos 表示。"我們能提供一道射束，那在短距離內能量大幅爆增。我們能加速一整道包含數十億個電子的電子束，而且我們能在能量擴散很小的情況下做到這件事。"
雖然，那裡的確還有很長一段路要走，不過這項技術顯然很可靠（sound）。在一篇伴隨報告的「news and views」文章中，德州大學 Austin 分校的 Mike Downer 與 Rafal Zgadzaj 寫道：在小型、可負擔之加速器的長久尋覓中，這個團隊到目前為止克服了最難挑戰中的其中之一，也賦予電漿衝浪（plasma-surfing）社群要遙遙領先（surge ahead）的各種理由。
※ 相關報導：
＊ High-efficiency acceleration of an electron beam in a plasma wakefield accelerator
http://dx.doi.org/10.1038/nature13882
M. Litos, E. Adli, W. An, C. I. Clarke, C. E. Clayton,
S. Corde, J. P. Delahaye, R. J. England, A. S. Fisher, J. Frederico, S. Gessner, S. Z. Green, M. J. Hogan, C. Joshi, W. Lu, K. A. Marsh, W. B. Mori, P. Muggli, N. Vafaei-Najafabadi, D. Walz,
G. White, Z. Wu, V. Yakimenko & G. Yocky.
Nature 515, 92–95 (06 November 2014)
doi: 10.1038/nature13882
＊ Accelerator physics: Surf's up at SLAC
http://www.nature.com/nature/journal/v515/n7525/full/515040a.html
Mike Downer & Rafal Zgadzaj＊ 暗物質丁肇中快找到了
Nature 515, 40–41 (06 November 2014)
doi: 10.1038/515040a
＊ LHC 科學家邀你開發程式研究上帝粒子，名利雙收！
＊ CERN 想要一個比LHC 大三倍的新粒子對撞機
1 則留言:
尋找下一個上帝粒子…大強子對撞機重啟
http://udn.com/news/story/6812/818678
聯合報 編譯陳韻涵／報導 2015-04-06
歐洲核子研究組織（ＣＥＲＮ）位於瑞士日內瓦郊區的大強子對撞機經過兩年升級改造，於五日重新啟動，但真正的粒子碰撞最快要到五月才開始。科學家希望藉這次實驗觀察到「標準模型」理論之外的新物質，促成物理學革命。
英國廣播公司報導，科學家將質子以相對較低的能量，依序注入總長廿七公里、位於地下一百公尺深處的環狀加速管中，讓質子以接近光速的高速對撞，產生次原子遺跡，從中尋找新物質的蛛絲馬跡。工程師未來幾個月將逐漸增加兩束高能質子束的能量達十三兆電子伏特，該能量為大強子對撞機二○一○年首次成功運轉時的近兩倍。
大強子對撞機重啟程序原訂一周前進行，但因電力問題維修而延宕至五日。ＣＥＲＮ負責人霍爾說：「恭喜。謝謝大家。辛苦的工作現在才剛要開始。」
愛因斯坦相對論解決重力問題後，科學家建立起「標準模型」粒子物理學理論，描述十七種「次原子粒子」，包括十二種基本粒子和五種「作用子」。ＣＥＲＮ科學家二○一二年找到「很像是」有上帝粒子之稱的「希格斯玻色子」；它是最後被發現的次原子粒子，能解釋物質為何有質量，進而解釋宇宙生命的起源。英國物理學家希格斯一九六四年提出這種粒子存在的假設，因而以他的名字命名；由於它難以尋覓又極為重要，因此被稱為上帝粒子。
參與研究的英國利物浦大學物理學教授塔拉．席爾斯說：「我們在過去的實驗中找到理論假設存在的各項物質，我們當然希望此次實驗能出現迄今未知的重大發現。」
為了解開更多宇宙之謎，科學家提出許多超越標準模型理論的新假說，如暗能量和暗物質，進而提出「超對稱理論」試圖填補這類研究缺口，但尚無實驗發現任何證據證明這項理論。
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