為大型強子對撞機製造微小，高度複雜的組件絕非易事。CERN的科學家找到了3D列印的解決方案。
在過去的五年中，安東尼奧·佩萊格裡諾(Antonio Pellegrino)一直在從事高壓工作：科學家正在領導對功能最強大的粒子加速器進行升級，該粒子加速器位於法瑞邊界歐洲核子研究組織（CERN）的下方一百米。
通常被稱為大型強子對撞機(LHC)，該加速器是一個27公裡長的環，其中質子和電子等粒子彼此高速投射，重現了十分之一秒的存在條件。大爆炸之後–加速器內裝有各種高精度探測器，所有這些都可供現代科學家觀察。
大型強子對撞機在2015年被暫停，以供工程師和醫生尋找提高加速器探測器精度的方法。最終目標?不僅要了解問題，而且要對宇宙的起源有更好的見識。
為此，佩萊格裡諾(Pellegrino)求助於一項目前用於設計從食品，時尚到人體細胞的產品的技術：3D列印。由於與技術公司3D Systems的合作，LHC的某些部分已經從3D印表機中脫穎而出，作為加速器探測器冷卻系統設計的一部分。至關重要的是，印刷零件可以滿足薄型組件的嚴格要求，而又不影響回彈力-這是傳統手工工藝幾乎不可能滿足的條件。
Pellegrino告訴記者：「問題的有趣組合導致我們進行3D列印。」 「我們花了兩年的時間試圖製造出滿足我們要求的原型，才意識到它太費力了，而且再現性不夠。那時候我們開始考慮也許3D列印可能是我們的選擇。」
通過選擇，3D列印成為解決方案。3D Systems的印表機成功用於生產極輕的鈦棒，其寬度為1.6毫米，壁厚為0.1毫米。這些條將安裝在檢測器上，並將用於將系統冷卻至-40°C，以確保結果不會因熱幹擾而改變。
佩萊格裡諾(Pellegrino)的工作專注於特定類型的LHC檢測器，該檢測器用於一項名為大型強子對撞機美女(LHCb)實驗的研究。這項研究著眼於一種叫做美夸克的粒子，以了解物質與其神秘的對應物反物質之間的區別。反物質是在宇宙原始時期與粒子並存的反粒子，如今這種反粒子嚴格地在專家的範圍內產生實驗室。
「物質和反物質在平等的基礎上開始，但是今天，我們只有一種類型。那麼另一種類型又去了哪裡呢?」 問佩萊格裡諾。
為了確切地回答這個問題，大型強子對撞機產生了數十億個美容夸克粒子，以及與之相當的被稱為反美夸克的反物質，它們在大爆炸之後都是很常見的。簡而言之，LHCb檢測器的作用包括記錄有趣的粒子編排，這些編排是在產生美麗和反美夸克並隨後在LHC內部衰減時發生的。
夸克是不穩定的且壽命短：在眨眼之間，它們會分解成其他顆粒。觀察這一過程可以為科學家提供線索，說明為什麼物質似乎戰勝了反物質，並且從長遠來看，可以更好地理解宇宙的創造。
佩萊格裡諾說：「物質和反物質的行為之間的差異很小，要觀察它，就需要越來越好的儀器。」 「為此，我們希望構建一個更好的檢測器。您可以將其視為一張照片-您希望看到越來越清晰的圖像。這就是它的意義。這就是為什麼我們要進行如此巨大的技術升級。」
本文來自中國核技術網