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欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机是世界上最强大的粒子加速器，由一圈17英里长的超导磁体环组成。每块磁体都是电子元件和冷却系统的复杂集合，全部封装在真空外壳中。如果外壳内充满气体，就意味着真空受到破坏，可能导致磁体损坏。

2023年7月17日凌晨，瑞士乡村的一棵老树发出一声呻吟，然后是一声脆响。片刻之后，在大约35英里之外，欧洲核子研究中心的工程师费雷拉·索莫扎听到他的手机“?！钡囊簧崾尽Ｋ盏搅艘惶跤梢幌盗凶帜负褪肿槌傻谋嗦胄畔?，后面跟着一句话——真空不合格。

这条自动短信由大型强子对撞机的安全系统生成，显示粒子加速器的一个磁体上类似保温瓶的外壳正在充满气体。费雷拉·索莫扎说道：“绝缘真空出现问题是非常罕见的。我以为是虚惊一场。”

尽管暑假才刚刚开始，费雷拉·索莫扎还是将自己的电脑连接到欧洲核子研究中心的远程桌面，并调出真空控制和诊断软件进行调查。在他看来，真空压力正在大幅增加。“显然，有巨大的事情正在发生?！?br />

费雷拉·索莫扎开始打电话给同事，包括欧洲核子研究中心控制中心的值班操作员。他们发现大型强子对撞机的冷却系统出了问题，正试图重新启动系统，但没有成功。

那天晚上，瑞士乡下的那棵老树倒在了一组电线上，产生了电扰动。这种扰动通过电网一直传到了大型强子对撞机上。扰动导致其中一块磁体失去了超导性，进而在一个叫做淬火的过程中导致发热。

磁体淬火在粒子加速器中相对常见，其原因多种多样，如雷暴和好奇的鸟类。为了应对这些问题，大型强子对撞机配备了数百个安全系统，这些系统被编程为立即停止粒子束（转移到束流垃圾桶），并将功率从淬火磁体上转移开。

一旦机器得到?；?，淬火的磁体恢复到工作温度，操作人员就会重新向大型强子对撞机注入质子，并使其恢复到满能量。这个过程大约需要2个小时，每年发生几次。

但这一次，即使在安全系统关闭了受影响的磁体后，其温度和真空压力仍在继续上升。

费雷拉·索莫扎对此表示：“我们唯一能做的就是等待压力稳定下来?！?br />

但直到凌晨3点左右，问题才刚刚开始显现。

查找泄漏

周一清晨，欧洲核子研究中心的一组工程师终于得以进入地下进行调查。当他们到达时，发现了几块7米长的磁体上面都结满了霜。

大型强子对撞机的磁体在1.9开尔文的温度下工作，刚好高于绝对零度。磁体位于液氦浴中，液氦悬浮在包裹整个磁体的真空外壳内。磁体共用的低温系统显然在泄漏，但泄漏点在哪里？技术人员需要先找到它，然后才能解决问题。

欧洲核子研究中心的技术人员格雷姆·巴洛说：“我们知道完成这项工作的时间有限，但大约50米长的体积，我们不想给错误的部分加热?！?br />

大型强子对撞机被设计为在冷却时收缩，在加热时膨胀。例如，连接受影响部分的大型强子对撞机磁体的电缆，就受到风琴状波纹管的?；?。但在解冻和重新冷冻之间，需要对磁体进行检查，因为在这个过程中，磁体之间传递冷却和电力的相互连接可能会发生变化。

大型强子对撞机的相互连接就像骨头之间的关节，它们也很脆弱。

技术人员修复问题的时间越长，邻近磁体解冻的程度就越大，磁体接头滑脱甚至断裂的可能性就越大。时间刻不容缓。

巴洛和来自不同部门的大约20名同事轮班工作。他们使用超声波、X射线和氦嗅探器一次检查一块磁体。

最终，他们找到了泄漏源：两块磁体之间的连接处。但由于当时的天气仍然太冷，他们无法继续工作。

7月24日，在树倒下一周后，连接处终于达到室温。欧洲核子研究中心的技术人员塔维斯·巴普顿和一小组专家前往隧道开始维修。

当他们打开连接处时，确信找到了正确的位置?！拔颐强梢蕴狡逡莩龅纳??！卑推斩偎?。

当磁体淬火后，冷却它的液氦膨胀，涌入?；さ缦叩牟ㄎ乒?。受影响的波纹管有一个小扭结，这个薄弱点无法完全承受快速的变化。

由此产生的撕裂只有2毫米长，但足以导致大型强子对撞机瘫痪。

该小组确认这是唯一的泄漏点，然后着手修复。根据巴普顿的说法，修复大型强子对撞机就像一边玩“扭扭乐”一边做手术?！氨匦敕浅Ａ榍?，有点像一个柔术演员?！彼档溃罢獠皇亲钊菀坠ぷ鞯幕肪?。”

这是第一次有人对大型强子对撞机进行这种类型的修复，小组团队必须在工作中学习。他们以前从未剪开过波纹管。巴普顿说道：“你可以用剪刀在波纹管周围剪开，但如果需要纵向剪开，那就是一场噩梦?！本Ｊ褂玫墓ぞ卟黄鹱饔?。最后，他们决定使用旋转锯。

他们作出这个决定并不轻松。大型强子对撞机以接近光速的速度加速数万亿个质子，其中一些质子被机器吸收，使材料具有放射性。

这种辐射的强度很弱，可以被一张纸吸收。但是用旋转锯切割材料会产生放射性粉尘，这些粉尘可能被人吸入体内。该小组必须执行最高标准的辐射防护，包括防护服、专用吸尘器和广泛的监测。

经过几天的仔细工作，他们更换了损坏的波纹管并重新密封了连接处。

巴普顿认为这次快速修复是欧洲核子研究中心的一大成就，来自不同团队和部门的多人必须齐心协力才能实现。他表示：“机器必须继续运转起来?！?br />

尽管物理学家们损失了几周的采集数据，但这种情况还是带来一线希望。

2026年，欧洲核子研究中心的工程师和技术人员将关闭大型强子对撞机，然后更换多个部件，作为高亮度大型强子对撞器升级的一部分。巴普顿表示，修复连接处的泄漏为他们提供了一次难得的演练机会。在开始升级之前，他们可以在与高亮度大型强子对撞机相同的环境中工作。

来源 | 《Symmetry》期刊官网

编译 | ?槟榔郭