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1 # 科學重口味
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2 # 海螺008
加速器是用來加速質子等基本粒子的,要加速質子,需要用靜電場。
為了有較強的靜電場,就要用很大功率的裝置,而大功率裝置也就需要很大的絕緣,也會有散熱等需要,這麼複雜的系統應該有一套自控裝置,……,總之越整越多。
早期的迴旋加速器很小,那是在二戰前,核心部件尺寸大概相當於家裡的飯鍋。
粒子在兩個半圓形的金屬殼裡旋轉,只在金屬殼的縫隙處被加速了一點點。但粒子可以轉n多圈,最終可以將累計的加速能量一次性釋放出來。
但是很快,科學家對粒子的加速越來越快,當粒子速度接近光速時,相對論效應開始顯現,迴旋加速器就無法實現了。於是科學家轉向直線加速器。直線加速器體積龐大,一般建在地下,相當於一條城市地鐵環路。
看加速器地面的規劃:
有點笨,是吧?
我覺得我們的加速器如此龐大,主要是兩個方面:
1,用普通的能量來做這事。如果是原子核能呢?放射性元素沒多大,就能發射很強的射線,因為那是原子核衰變的能量。
2,裝置上沒有做巧妙設計。以前的相機很大的,現在的相機嵌入手機。其實原理基本沒變,但所有的部件都優化了,而且是n多代了。迴旋加速器的設計就很精巧,所以體積才不大。
同意一樓的觀點,加速器越大,我們能夠注入的能量就越高,給粒子加速就越容易。這就是原因。
粒子是解開微觀世界,甚至是整個宇宙之謎的鑰匙。我們現在能觀測到的尺度還遠遠不夠。而我們人類現在所能掌握的能量,只夠我們朦朦朧朧地,像瞎子摸象一樣,看到一點微觀世界的模糊樣子。
如果想看到更清晰的微觀世界,那麼現在的粒子加速器簡直就太迷你了。
粒子碰撞試驗。在一本科普書籍中,曾看到有這樣一個說法,記得不是很清楚了。大致意思是,如果我們想看到普朗克尺度(大致為1.6x10的-35次方米)以下的世界,那麼我們需要一個太陽系的能量(記不太清了)。
在科幻小說中《三體》中,三體人正是靠干擾人類的粒子科學實驗,達到了鎖死人類科技的最終目的,雖然是科幻,但粒子物理研究對於物理學,甚至整個人類科技的發展有著關鍵性的作用。