2008年LHC的故障是因为一个超导体与超导体间的连接出了问题。今年，超导体间不完美的铜与铜连接导致LHC的重新启动能量降了一半
本报讯 经过一年多的修复后，世界最大的原子对撞机——大型强子对撞机（LHC）将于今年冬天重新运行，但它将以半能量负载的状态运行。据《科学》杂志在线新闻报道，欧洲粒子物理研究中心（CERN）官员于8月6日宣布了这一决定。
LHC建于欧洲粒子物理研究中心，造价高达55亿美元，它是一个圆形加速器，深埋于地下100米，其环形隧道长达27公里，东起日内瓦湖，西至法国侏罗山，质子在其中被加速碰撞的能量是目前世界高能能量纪录的7倍。
其轨道上有4个巨大的探测器，每个探测器的重量都有上万吨，它是来自80多个国家——包括欧洲20个CERN成员国，美国、日本、俄罗斯等6个观察国，以及加拿大和中国等其他参与国——的物理学家、工程师、技术人员经过10多年的努力建成的。
建造这台庞然大物的目的是探索宇宙起源。它将两束质子分别加速至7亿万伏特（TeV）的极高状态，再使之对撞，碰撞的能量状态可与宇宙爆炸后不久的粒子状态相比。物理学家们将利用质子碰撞的产物，探索新的物理世界或新的空间维度，如寻找标准模型预言的希格斯粒子，探索超对称、额外空间维等超出标准模型的新物理概念。
2008年9月10日，LHC正式启动，第一束质子流成功绕隧道环行一周，但运行9天后，于9月20日因氦泄漏事件导致停机。如今，CERN的科学家和工程师们已经查明故障原因：当时对撞机中两块大型磁铁间的超导电缆有一个连接部件出现了问题，致使这台全球最复杂的机器温度过高，而最终被迫停机。如今，CERN的官员解释说，限制能量的原因是预防LHC不完善的电路连接不会超负荷。
CERN的官员曾经一再考虑进一步推迟重启时间，因此，LHC在11月中旬将以半负荷状态重新启动的消息，让在4台探测器上工作的实验物理学家们甚感欣慰。当质子在对撞机中被加速到7TeV能量状态时，可能会有全新的粒子出现。美国阿贡国家实验室的物理学家托马斯·李卡普顿目前正在LHC的一个探测器上工作，他认为，LHC以半负荷能量状态启动也会提高大发现的几率，“开始是最重要的一件事，我们非常高兴，因为这台设备即将以3.5倍于以前能量的状态开始工作”。
目前，在美国费米国家加速器实验室运行的正负质子对撞机最多只能将质子碰撞到大约2TeV的能量状态，LHC的设计指标是将质子碰撞到14TeV。但实验室的官员之前计划在今年年底前将LHC的能量限制到10TeV，现在，他们坚持设备只能在7TeV的能量状态下启动。
这些限制是为了保护各种不同的连接。在2008年9月的事故中，两块超导电线间的焊接材料在9000安培的电流通过时熔化了。现在，大家的担心主要集中在非超导体外壳——这个名为铜稳定器的外壳包裹着每个超导体与超导体间的连接部分（如图）。这些稳定器必须焊接到超导线外的铅层上，今年5月以来，CERN的研究人员在LHC的近1万个稳定器中发现了大约80多个有问题的连接。
当超导体的温度热到一定程度时，这种有问题的铜与铜的连接就会出现故障，这些事故在加速器中并不少见。CERN技术和加速器部主任斯蒂芬·梅尔说，如果这个问题碰巧出现在一个有问题的铜稳定器上，那么当电流持续通过超导体的连接点时，这个连接点就会熔化，限制能量会预防这类事故的发生。“在7TeV的能量状态下运行，我们就有2或2.5的安全系数。”他说，“这是一种非常保守的方法。”
当研究人员在这台设备上获得经验时，他们就有可能在明年增加能量。梅尔相信到今年年底，他们能够将能量增加到9TeV或10TeV。与此同时，LHC的科学家们未雨绸缪，正在讨论当设备在2010年冬季停机大修时，如何再修复有问题的电路连接。（王丹红）