EmmaChen

大型强子对撞机再次“撞”出重大发现

EmmaChen 在 2017-7-24 建立的討論區
最後回覆由mu-zi於2017-7-25提供

两年前的7月,欧洲核子研究中心宣布,通过大型强子对撞机底夸克实验(LHCb)发现了新粒子——五夸克粒子。此项研究由清华大学和美国雪城大学的研究人员,以及LHCb国际合作组成员共同完成。LHCb中国组负责人、清华大学高原宁教授说:“LHCb的实验,使人们相信自然界中除了常规物质,确实存在奇特态物质。”

 

今天7月,LHCb 再次宣布发现了首个包含有两个重夸克的双粲重子粒子,这是由LHCb 实验中国组科学家主导完成的重大研究成果。此次发现的粒子由两个粲夸克和一个上夸克组成。由于粲夸克质量远大于上夸克,粒子的内部结构预期迥异于普通重子,该发现将有助于人类深入理解物质的构成和强相互作用力的本质。

 

粒子的发现是继2015年发现五夸克态粒子后,LHCb实验中国组科学家取得的又一项重大成果。LHCb 国际合作组发言人Giovanni Passaleva 教授高度评价中国组的贡献:“LHCb 的中国科学家对该粒子的发现做出了关键性贡献。这是他们在实验上长期不懈努力的成果”,并指出,“中国的理论家也提供了重要帮助,他们的关键建议引导该分析在正确的方向上取得了突破”。

 

辣么,这些重大发现背后的“神器”大型强子对撞机(LHC)是怎样的呢?这件“神器”和ADI有又什么关系呢?版主在这里给大家科普下——

 

欧洲核子研究中心(CERN)大型强子对撞机(LHC),位于瑞士日内瓦附近一个地下100米深、总长27公里的环形隧道内,是人类迄今开发出的最先进、最昂贵的科学仪器之一。

 

在LHC内部,两束被称为"强子"的亚原子粒子束——实质上是质子或铅离子,在回旋加速器内以相反方向运行,每运行一圈就会获得更多的能量。通过研究这些粒子的碰撞,物理学家对宇宙及构成宇宙的粒子的内在运行规律有了前所未有的认识。

8条环形磁铁围绕着稍后将被移入到探测器中央的热量计,这个热量计将测量质子在探测器中心碰撞后所产生的粒子能量。

 

 

LHC的专用探测器用于分析碰撞后的粒子,其核心部分包括了咱们ADI的10万多个数据转换器。这些转换器将粒子碰撞放射出的能量转换成数字数据流,来自全球几百所大学和实验室的科学家们将对这些数据进行研究,并共同提炼出有关粒子物理学的新知识。

 

由于ADI的AD9042 高速、低功耗、12位单芯片模数转换器(ADC)具有出色的可靠性和性能,因此CERN选用该产品以确保在精心策划、高资源投入的LHC实验中能够持续获得超精确的数据流。

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AD9042 ADC 在20 MHz的带宽范围内保持80 dB的无杂散动态范围(SFDR),可支持所需的动态范围以测量由64,000个钨酸铅晶体构成的阵列所获取的能量。这些闪烁晶体用来吸收穿过LHC电磁量能器的以电子、正电子和光子等形式形成的粒子。

AD9042功能框图

 

AD9042专为用于恶劣环境而设计,其额定工作温度范围为整个军用温度范围内(–55˚ C至+125˚ C),确保了LHC内使用的AD9042能够在极具挑战的环境中实现长达数十年的稳定性能。AD9042采用5V单电源供电,这款完整的信号转换解决方案提供全部所需功能,包括片上集成采样保持(T/H)和基准电压源。噪声性能也很出色,信噪比典型值为68 dB。

 

欲了解这款“幕后英雄”,请点击:http://www.analog.com/cn/products/analog-to-digital-converters/ad9042.html

結果