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歐洲中部時間7月5日下午4點47分，當(dāng)大型強子對撞機開啟所有子系統(tǒng)并開始記錄史無前例的13.6TeV能量高能對撞時，CERN控制中心爆發(fā)出陣陣掌聲，迎來了新的物理季節(jié)。這一成就的取得要歸功于自大型強子對撞機四月份重啟以來一直夜以繼日工作的操作員，以確保這些具有更高強度光束和更高能量的碰撞順利啟動。

經(jīng)過三年多的升級和維護工作，世界上最強大的粒子加速器大型強子對撞機的實驗于7 月5 日開始了新的數(shù)據(jù)收集期。自4 月以來，束流一直在CERN 的加速器綜合體中循環(huán)，大型強子對撞機及其注入器正在重新調(diào)試，以使用新的、更高強度的光束和更高的能量運行。然而現(xiàn)在，大型強子對撞機操作員已經(jīng)宣布了“穩(wěn)定光束”，這種條件允許實驗打開其所有子系統(tǒng)并開始獲取將用于物理分析的數(shù)據(jù)。 LHC 將以創(chuàng)紀(jì)錄的13.6TeV 能量日夜運行近四年，提供比以往更高的精度和發(fā)現(xiàn)潛力。

“我們將在相互作用點處將質(zhì)子束聚焦到小于10 微米的光束尺寸，以提高碰撞率。與發(fā)現(xiàn)希格斯粒子的第1 輪中的12 個反向毫微微納米粒子相比，現(xiàn)在在第3 輪中我們將提供280 個反向飛納米粒子束。這是一個顯著的增長，為新的發(fā)現(xiàn)鋪平了道路，”加速器和技術(shù)總監(jiān)邁克·拉蒙特（Mike Lamont）說。

大型強子對撞機的四個大型實驗的數(shù)據(jù)讀出和選擇系統(tǒng)已得到重大升級，納入了新的探測器系統(tǒng)和計算基礎(chǔ)設(shè)施。這些變化將使他們能夠收集比以前的運行更大、質(zhì)量更高的數(shù)據(jù)樣本。 ATLAS 和CMS 探測器預(yù)計在第3 次運行期間記錄的碰撞次數(shù)比前兩次運行的總和還要多。 LHCb 實驗已經(jīng)進行了徹底修改，希望將其數(shù)據(jù)收集率提高10 倍，而ALICE 的目標(biāo)是將記錄的碰撞數(shù)量提高50 倍。

隨著數(shù)據(jù)樣本的增加和碰撞能量的提高，Run 3 將進一步擴展已經(jīng)非常多樣化的大型強子對撞機物理項目。實驗中的科學(xué)家將以前所未有的精度和新通道探索希格斯玻色子的特性。他們可能會觀察到以前無法到達(dá)的過程，并且能夠提高許多已知過程的測量精度，以解決諸如宇宙中物質(zhì)-反物質(zhì)不對稱性的起源等基本問題。科學(xué)家將研究極端溫度和密度下物質(zhì)的特性，還將通過直接搜索或間接地通過對已知粒子特性的精確測量來尋找暗物質(zhì)和其他新現(xiàn)象的候選者。

“我們期待著測量希格斯玻色子衰變?yōu)榈诙Ｗ樱ɡ?子）。這將是希格斯玻色子傳奇中的一個全新結(jié)果，首次證實第二代粒子也穿過希格斯玻色子。格斯機制獲得質(zhì)量，”歐洲核子研究組織的理論家米開朗基羅·曼加諾說。

安德烈亞斯·霍克說：“我們將以前所未有的精度測量希格斯玻色子與物質(zhì)和力粒子相互作用的強度，我們將進一步尋找希格斯玻色子衰變?yōu)榘滴镔|(zhì)粒子，我們將尋找更多的希格斯玻色子?！?ATLAS 合作發(fā)言人。 “目前尚不清楚自然界中實現(xiàn)的希格斯機制是否是只有一個希格斯粒子的最小機制?！?

一個受到密切關(guān)注的主題將是對一類罕見過程的研究，在這些過程中，LHCb 實驗利用之前LHC 運行的數(shù)據(jù)研究了電子與其表親粒子 子之間的意外差異。 LHCb 合作組織的發(fā)言人克里斯·帕克斯(Chris Parkes) 表示：“在第3 次運行中，我們?nèi)碌奶綔y器獲取的數(shù)據(jù)將使我們能夠?qū)⒕忍岣邇杀?，并確認(rèn)或排除輕子味道普遍性可能存在的偏差?！标P(guān)于在大型強子對撞機上觀察到的異常現(xiàn)象的理論通常也會預(yù)測不同過程中的新效應(yīng)。這些將是ATLAS和CMS具體研究的目標(biāo)。 “這種互補的方法至關(guān)重要，”CMS 合作發(fā)言人Luca Malgeri 說。如果我們能夠以這種方式確認(rèn)新效應(yīng)，這將是粒子物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)?！?

重離子碰撞項目將以前所未有的精度研究夸克-膠子等離子體態(tài)（QGP）——大爆炸后最初10 微秒內(nèi)存在的物質(zhì)狀態(tài)。 ALICE 合作組織發(fā)言人盧西亞諾·穆薩(Luciano Musa) 表示：“我們期望從觀察夸克-膠子等離子體的許多有趣特性的階段轉(zhuǎn)向精確量化這些特性并將其與其組成部分的動力學(xué)聯(lián)系起來的階段?！彪A段。除了主要運行之外，還將首次包括短時間的氧氣碰撞，目的是探索小型碰撞系統(tǒng)中發(fā)生的類似QGP 的效應(yīng)。”