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圖為粒子對撞機
若把一個氫原子加速到99.999%的光速,則我們需要讓該H原子獲得99.999%光速的動能。
經典物理學從純理論角度分析,根據如下圖所示的動能公式,
光速約3x10的8次方米/秒,一個氫原子的質量為1.674×10⁻²⁷千克
因此,把一個氫原子加速到99.999%的光速所需要的動能為7.2×10^-11焦耳
但是這是經典物理學框架內的。
相對論根據相對論質量公式:
氫原子加速到99.999%的光速後,質量近乎無窮大,
所以消耗的能力也近乎無窮大。
如果我們嘗試微分,把加速過程拆分的話,應該可以大致推匯出這一數值。
但是計算量太過於龐大。
如果題主有一臺加速器如果題主有一臺加速器,那麼這個問題將會大大簡化。
為什麼?
看圖:
如圖2,對於一臺已知的加速器,當你知道其電場強度後,就可以利用電場相關公式計算消耗的能量。
理想狀態下,你可以透過電費來判斷,因為能量是守恆的嗎。
如果你對此回答仍不滿意,建議學習相對論基礎知識
就目前的科學認識來看,幾乎不可能做到。原子的質量相對於電子,大很多很多,當加速到光速時,其質量就變得非常大,估計已經變成了一個小質量黑洞。因此該能量大得嚇死人。