粒子加速器,也稱為顆粒或原子粉碎器山脈,是過去一個世紀中最令人興奮的物理髮現的原因,包括發現了希格斯難以捉摸的玻色子,這是持有希格斯場強度的基本粒子,這些顆粒具有其他部分。
但是粒子攻面如何工作?
顧名思義,粒子加速器包括高速媽媽-in -law的加速度,並以小的目標(通常是原子核)破壞它們,以達到預期的效果。
為了了解粒子加速器工作的尺度的想法,請考慮其應用中使用的基本單元之一:“穀倉”。每側僅等於一個正方形的10個女性-10個四邊形的四邊形。是的,這個詞是由中西部心臟中心的普渡大學物理學家創建的,旨在呼籲諸如“這與穀倉一樣大”和“您不能碰到穀倉的廣闊一面”之類的俗語。
但是,最簡單,最早的加速器是相對簡單的設備。有一個來源 電子,然後通過充滿電場的空腔啟動這些電子。電子在腔的另一側擊中了一些東西。完畢。
幾十年來,美國大多數人在家中都有這樣的粒子對撞機:CRT電視。 CRT代表“陰極射線管”,陰極射線是電子的舊名稱(在科學家意識到電子是顆粒之前)。電子在磷光屏幕上加速並破壞了,該屏幕被點燃,以供我們觀看。
當然,這些類型的對撞機在腔體的大小和電場的強度上具有邊界。因此,對撞機的演變的下一步被認為是線性對撞機。當今最大的工作是SLAC加速器的國家實驗室,該實驗室是舊金山以外的2英里長(3.2公里)的設備。
線性對撞機背後的想法是重複最簡單的對撞機的基本功能。最重要的是,電場可以根據其方向推動或拉動電荷。因此,當裝載的粒子進入房間時,電場將其拉動以加速其。然後,在中途越過一半後,電場越過“推”模式,從而繼續加速。
接下來,電荷從該腔中出來,並以相同的配置進入另一個 – 然後是另一個,然後再重複,只要您可以離開它(或直到基金結束)。
小型線性加速器增強了世界各地的各種應用。需要在牙醫那裡X射線嗎?有一個加速器可以在一塊金屬上發射電子,以生成這些X -rays。您需要切除腫瘤嗎?質子加速器是靶向癌細胞而不會損害周圍組織的絕佳裝置。需要新的半導體嗎?離子植入物塗上微觀晶體管以形成圓圈。需要新輪胎嗎?加速器已將這些聚合物互連以使塑料和合成輪胎更耐用。
如果您可以通過加速長度來保持負載,該怎麼辦?製作無限有限線的最簡單方法是將其彎曲成一個圓。然後,負載可以繼續支撐,而無需進行禁令。
但是,這是相對論的主要挑戰之一。隨著粒子的速度,它獲得了動能 – 能量有效地等於質量,粒子變得更重和更重。從純粹的加速度角度來看,這並不是很多。僅僅繼續推動更困難的母性顆粒,這是一種輕型類型。相反,要使它們繞圓移動,我們必須使用磁場。在較重的程度上,磁場無法繼續,粒子開始在圓形房間的側面移動和碰撞。
因此,磁場應與顆粒質量的增長保持同步,並隨著顆粒躲藏而增長的強度。因此,我們稱這些類型的加速器同步。
Flag Synchrotron是由CERN(歐洲核研究)運營的強子對撞機(LHC)。它包含一個16.8英里(27公里)的戒指,可容納36,000噸磁鐵,並在負459.58華氏度(負273.1攝氏度)上冷卻 – 比外層空間冷 – 可以將質子加速至99.9997828%光速。
LHC立即在兩個方向上工作。然後,在最後一刻,當兩個顆粒射線達到其最終能量時,他們彼此相撞,總能量為14伏的露台。
這是棒球棒球的十億能量。但是,鑑於所有能量都在很小的區域中填充,因此能量密度達到了自最早的大爆炸矩以來宇宙中未見的條件。在那些能量中,短活的顆粒來自真空,從而使物理學家的自然手術最基本的外觀短暫出現。