CERN如何同步计时设备?

观看这段TED视频,了解科学家如何以超高速碰撞粒子,以一瞥宇宙是如何被创造出来的。"width=
观看这段TED视频,了解科学家如何以超高速碰撞粒子,以一瞥宇宙是如何被创造出来的。
TED会议

大型强子对撞机周长17英里(27公里)。它是世界上最大的粒子加速器,建造成本超过100亿美元。乐动体育网站5.0但这只是欧洲核子研究中心科学家在物理研究中使用的众多惊人技术之一。乐动-软件欧洲核子研究中心运行了许多线性和圆形加速器和其他装置,如质量分离器和反质子减速器,以进行物理研究。在某些情况下,欧洲核子研究中心的测试是在很远的距离上进行的:中微子定期从欧洲核子研究中心发射到450英里(724公里)外的意大利格兰萨索国家实验室(LNGS)。

当粒子加速器以光速长距离传输物质时,它们自然需要以近乎完美的精度计时。尽管有上面提到的距离,这些中微子的速度可以被测量到10纳秒之内。欧洲核子研究中心是如何做到如此精确的呢?他们使用GPS,原子钟和乐动体育网站5.0大量的光缆将大量的技术连接在一起。乐动-软件

广告

欧洲核子研究中心如何利用GPS同步时间

欧洲核子研究中心的科学家们撰写了详细而复杂的论文,解释了他们的计时系统的内部工作原理。信号频率、测量系统和精度方程只是欧洲核子研究中心报告中科学家们津津津津的几个元素,而我们其他人则对这些元素皱眉头详细的校准全球定位系统(GPS)CERN和lng之间的时间链接

简而言之:当测量从欧洲核子研究中心到格兰萨索国家实验室(LNGS)的中微子速度时,科学家需要精确地同步他们的仪器。因此,每秒一次脉冲(PPS) GPS测量是用一个称为CTRI的测量系统进行时间戳的,该测量系统是基于原子钟它与两个实验室相连,并与GPS系统配对。这些时间戳可以在两个位置之间进行比较,时间的差异揭示了中微子的飞行时间。乐动体育网站5.0听起来很简单,对吧?

广告

这些设置仍然需要各种各样的测试来确保准确性和方程来解释不可避免的误差范围。欧洲核子研究中心用于液化天然气通信的接收器是由瑞士认证的FederalOfficeofMetrology.因为他们要处理的是如此精确的数字,即使是天线的位置和使用的电缆也会影响结果。

欧洲核子研究中心如何同步大型强子对撞机时间

大型强子对撞机使用一种名为W乐动-软件orldFIP的技术在10纳秒内同步系统。WorldFIP是一种现场总线,一种用于将大乐动体育网站5.0量系统连乐动-软件接在一起的技术——这显然是LHC所需要的。就像CERN和lng之间用来协调中微子跟踪的计时系统一样,WorldFIP也与GPS系统相连。来自该系统的数据通过大型强子对撞机传送到设备上,以保持一切与世界时同步。

使用基于振荡器的主时钟,CERN可以为其设备提供精度为1纳秒的时间数据。WorldFIP系统最具挑战性的任务之一是使1800个电源转换器同步到一毫秒以内。它还用于同步LHC的辐射监测、磁体定位、低温和其他系统。

广告

当然,并不是大型强子对撞机中的每个系统都必须精确到这样的程度。有些有几十毫秒甚至几百毫秒的回旋空间。考虑到这个装置是如此巨大,并充满了世界上最复杂的技术,这仍然是相当令人印象深刻的。乐动-软件

作者的注意

CERN的计时系统是我为HowStuffWorks研究过的最复杂的东西之一。乐动体育英超直播这在一定程度上是因为在欧洲核子研究中心的众多粒子加速器中,没有一个单一的系统在工作——不同的安装有不同的要求——而计时系统的精度可以降到纳秒。最令人惊讶的是:即使是天线最小的调整也会影响定时设备的同步。

相关文章

来源

  • 布伦,R., C.H.西卡德,R.劳施。在大型强子对撞机加速器中使用WorldFIP进行同步和时间戳(2012年7月6日)http://accelconf.web.cern.ch/accelconf/ica03/PAPERS/WP556.PDF
  • 欧洲核子研究中心。“欧洲核子研究中心新闻稿。”(2012年7月5日)http://press.web.cern.ch/press/PressReleases/Releases2011/PR19.11E.html
  • 欧洲核子研究中心。LHC的定时、触发和控制(TTC)系统2011年6月28日。(2012年7月6日)。
  • http://ttc.web.cern.ch/ttc/
  • 埃文斯,林登和菲利普·布莱恩特。“大型强子对撞机的机器。”2008年8月14日。(2012年7月7日)http://www.scribd.com/doc/9143905/122/The-WorldFIP-%EF%AC%81eldbus
  • Feldmann,托尔斯滕。“欧洲核子研究中心和lng之间GPS时间链接的相对校准。”2011年9月。(2012年7月5日)http://operaweb.lngs.infn.it/Opera/publicnotes/note134.pdf
  • Operaweb.lngs.infn.it。“关于歌剧。”(2012年7月5日)http://operaweb.lngs.infn.it/spip.php?rubrique1
  • WorldFIP.org。“WorldFIP协议。”(2012年7月6日)http://www.worldfip.org/basics2.html

广告

特色

广告

加载……