天才一秒记住【畅想小说网】地址:http://www.cxtra.net
因此,粒子加速器可以被视为超级显微镜或时间机器,能够带我们回溯数十亿年前,看到发生在非常遥远时间里的现象,理解在大爆炸之后的瞬间。
它们是已灭绝粒子的工厂,因为它们(通过高能碰撞达到真空的结构)能够使粒子或物质状态在几分之一秒内重现,而这些粒子数十亿年间都不存在于我们的宏观宇宙中,这些物质状态通常只存在于遥远或完全不可触及的角落。
大型强子对撞机,伟大的加速器,是这一研究领域的典范。
宇宙中最冷的地方
建造像大型强子对撞机这样的加速器绝非易事。
当美国的超导超级对撞机项目在1993年被取消时,欧洲核子研究组织最初的热情很快被担忧所取代。
又一次证明鲁比亚之前是对的,但现在没有借口了,我们真的需要建造大型强子对撞机:一台未来主义的机器,成千上万极其复杂的磁铁,具有控制和保护系统的超高强度束流,所有这些都有待发明。
即使是最大胆的专家也会感到血管和手腕颤抖。
疑虑开始蔓延:如果这是我们力所不能及的事情呢?并且如果那些年长的物理学家们是对的,他们当中的一些诺贝尔奖得主会一直微笑着对我们说:“这样的机器绝不会正常运作吧?”
怀疑是有道理的。
要建设新的加速器,与迄今为止所做的一切相比,有必要进行一次质的飞跃。
为了让7TeV能量的质子在轨道上运行,对磁铁的测试必须达到9.7T,大约是地球磁场的10万倍,这是在加速器中从未达到过的数值。
乔治·布里安蒂采用了两个束流在同一磁体内循环的设计,这个设计优雅而巧妙,但也很复杂。
任何一个微小的缺陷都会对轨道的稳定性造成灾难性的影响。
要控制高强度束流,使其在27km的环形轨道中每秒转11000转并且保持10~12h,这是一项非常艰巨的任务。
任何微小的扰动,引导路径的1232个磁铁在特性上的任何差异,都会干扰质子包的传播并危及机器的正常运作。
随之而来的还有控制储存能量和保护磁铁及设备的问题。
大型强子对撞机束流的能量可以与以每小时150km的速度运行的火车的能量相比,这种能量集中在束流中,在距离精密仪器几毫米的距离内循环,这对所有保护系统专家来说都是噩梦。
如果没有考虑到磁铁本身所储存的能量,可能会造成无法弥补的损害。
还有另一个麻烦。
质子在同步加速器的光辐射下损失的能量很少,对循环束流的影响并不重要,但损失的能量会储存在非常低的温度下运行的机器部件中,低温系统需要达到足以吸收这额外的不稳定来源的规模。
最后是辐射损害。
隧道里的所有物体都会受到粒子流的撞击,这会对任何系统产生压力。
在普通电子设备停工几个月的情况下,电力线路和控制系统必须继续存在。
一切都将使用有待开发的创新部件进行设计,也必须发明新的材料来取代那些在最暴露的区域中由于辐射的影响而变形、变硬或破碎的材料。
林恩·埃文斯是一个富有魅力、粗犷的威尔士人,父亲是克姆巴赫村的一名矿工。
这个村庄的名字很难发音,坐落于卡迪夫郊区周围的山丘中。
多年以后,在一个特别放松的夜晚,林恩一边喝着啤酒,一边向我承认,他从小就对物理感兴趣。
他还记得自己扮演小化学家时在家里引起的一些小爆炸。
本章未完,请点击下一章继续阅读!若浏览器显示没有新章节了,请尝试点击右上角↗️或右下角↘️的菜单,退出阅读模式即可,谢谢!