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關於粒子加速器你可能不知道的10件事
雖然知名度不斷提高,但粒子加速器仍有許多不為人知的秘密。在此,《對稱》(symmetry)雜誌就整理出了10項你可能不知道的有關於粒子加速器的小知識。1.世界上正在運作的加速器超過30000臺加速器遍布各地,從事各種各樣的工作。它們最為人熟知的一面是在粒子物理科研中的作用,不過這些加速器還可以在其他很多領域發揮作用。
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走近粒子加速器
粒子加速器全名為「荷電粒子加速器」,是一種可以使帶電粒子在高真空環境中受磁場力控制、電場力加速而達到高能量的特種電磁、高真空裝置,也是為人類提供各種能量的粒子束或輻射線,如電子、質子、氘核、α粒子、各種重離子以及其他一些微觀粒子的現代化裝備。
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粒子加速器的工作原理是怎樣的?帶電粒子的速度極限是多少?
那我們是怎樣通過加速器加速粒子的?粒子加速器是怎樣加速粒子的?如果你把一個帶電粒子放在電場中,帶電粒子會受到力的作用並加速。帶正電荷的粒子加速的方向與電場相同,帶負電荷的粒子受到的力與正電荷相同,但方向相反。 帶電粒子一旦運動,也會對磁場做出反應。
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羅浮宮地下的粒子加速器
但很多人不知道的是,在羅浮宮庭院裡貝律銘修建的著名的玻璃金字塔15米深處的地下,有一臺名為AGLAE的粒子加速器——世界上唯一一臺藝術專用的粒子加速器。粒子加速器發明於20世紀30年代,最初主要用於粒子物理研究。隨著科技的發展,回旋加速器、直線加速器、靜電加速器、倍壓加速器、電子感應加速器等不同種類的粒子加速器被用於放射性醫學、放射性化學、放射性同位素製造、非破壞性探傷等領域。
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新聞背景:粒子加速器和粒子對撞機
新華網北京4月13日電 1919年,盧瑟福用天然放射源實現了第一個原子核反應,即利用阿爾法粒子轟擊氮、氟、鉀等元素的原子核發現了質子。不久,人們就提出了用人造快速粒子源來改變原子核的設想。 簡單地說,粒子加速器是一種用人工方法產生快速帶電粒子束的裝置。
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粒子加速器粉碎粒子,是如何製造新粒子的?
在物理學的發展中,從過去自然界中的觀測到今日使用強大的粒子對撞機來尋找尺度更小的粒子,一直是物理學家的目標。但粒子到底是如何被製造的呢?粒子對撞機製造新粒子的機制是什麼?隨著加速器的發明和使用,後續大多利用加速器產生高能量的質子束或電子束。在碰撞的過程中,能量足夠的情況下,透過特定反應產生並觀察新粒子。
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中國粒子加速器研究「加速」
中新社北京九月十七日電(記者孫自法)記者今天從此間開幕的第二屆亞洲粒子加速器會議上獲悉,中國正在為粒子加速器的研究「加速」。 蘭州重離子冷卻儲存環、合肥同步輻射裝置二期工程等大型加速器工程,已在緊張進行當中。
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從文明奇觀到千家萬戶——粒子加速器菜鳥筆記
基本的物理很簡單,帶電粒子可受到電磁場的作用,不帶電的粒子則不受力。電場力將粒子勢能轉換為動能,垂直於粒子運動方向的磁場產生洛倫茲力。因此,只有電場才能夠加速粒子,而磁場作用下粒子方向可以發生偏轉。 很容易想到直接利用直流高壓電場來加速粒子,這就是最早出現的加速器類型:高壓加速器,包括靜電加速器和倍壓加速器等。這種加速器最關鍵的原理當然是如何產生和維持高壓。
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當粒子加速器縮小100倍
一個太赫茲加速器模塊科學家們說他們已經找到了縮小粒子加速器一個關鍵組件的方法,這能允許未來更強大加速器小型化。
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被粒子加速器「爆頭」而倖存的科學家,現在怎麼樣了?
生活中我們常常會遇見兩個質量物體相互碰撞的現象,例如重物掉落地面、兩個汽車相撞,相撞的瞬間會使得兩個物體所擁有的動能降為0;我們知道能量不會憑空消失,它們會轉化成熱能,還有另外一種形式的機械能釋放出來,這時我們就會看到碰撞現場火花四濺、物體分解的稀碎。
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粒子加速器出現故障,此人把頭伸進去查看,不料被高能粒子流擊中
高能粒子流攜帶的能量可以輕易穿透人體,並對人體造成傷害。甚至會讓人失去生命,所以科學家在做實驗的時候,都會做好保護措施,而且嚴格按照要求操作實驗儀器。即使是這樣,科學家被輻射傷害的概率依然不小,兩彈元勳鄧稼先就是受到了核輻射才去世的。科學家研究高能粒子的時候,都要承擔風險。
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粒子加速器是一種機器,一種什麼樣的機器呢?為什麼我們需要它?
概況粒子加速器是一種能夠將基本粒子(如電子或質子)加速到非常高的能量機器。有兩種主要類型的粒子加速器:線性加速器和循環加速器。線性加速器是粒子沿著光束的線性或直線移動,而循環加速器是粒子在圓形路徑周圍移動;線性加速器用於固定目標實驗,而圓形加速器可用于波束碰撞和固定目標實驗。
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粒子加速器及其工作原理:9個有趣的事實
顧名思義,粒子加速器是用於加速稱為粒子的微小物質的特殊技術。它有效地地利用磁場和電場來產生帶電粒子的快速流,帶電粒子被發射到特定目標。粒子可以是質子或電子,但是在某些特殊情況下,可以用來發射亞原子粒子甚至是金、鈾等整個原子。一種比如稱為圓形粒子加速器,由下面六個基本組件組成。
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[話題]粒子線回旋加速器、同步加速器的區別在哪裡?
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世界最大粒子加速器創造了世界最重粒子的「四胞胎」
世界上最大的原子加速器創造出了一組四個超重粒子——被稱為頂夸克。 根據2019年發表在《Physical Review D》雜誌上的一項研究,頂夸克是已知的最重的粒子。每個頂夸克的質量大約相當於一個鎢原子。 然而,每個頂夸克都比一個質子小得多,這意味著頂夸克不僅保持著最重粒子的記錄,它們也是已知的最密集的質量形式。
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全球在用粒子加速器達三萬臺
據5月15日在丹麥哥本哈根舉行的國際粒子加速器2017年大會(IPAC『17)的消息,全球正在運營的各類粒子加速器達3萬餘臺。 粒子加速器是人類認識微觀世界的重要工具,也是當前大型科研基礎設施的一個重要部分。圍繞粒子加速器開發建設而成立的國際粒子加速器會議(IPAC),每年都會邀請全球粒子加速器機構代表和相關領域研發人員開展交流。 本次大會由位於瑞典的歐洲散裂中子源(ESS)承辦,有來自40多個國家的近1500名代表參加。
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黑洞成為大型粒子加速器的可行性
現在,一些物理學家建議利用黑洞的引力來製造兇猛的粒子加速器。新的研究發現,訣竅在於精心設置一切,這樣粒子就不會永遠消失在貪得無厭的黑洞中。利用黑洞,設計爆破出的新粒子將有助於我們認識它們。事實上,它比滾下山坡的球要糟糕得多,因為黑洞的引力非常強大,粒子以比光速更快的速度下落。當落入黑洞的粒子一旦達到了光速,它與黑洞的距離,定義了黑洞的邊界,我們稱之為事件視界。如果一個粒子落入黑洞,它將永遠消失,被鎖在視界後面,沒有逃脫的希望。當考慮製造一個粒子加速器時,這個區域是不可能的,因為一個永遠不會吐出粒子的加速器是沒有利用價值的。
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科學家最新思路,用黑洞作為粒子加速器,打破能量束縛
相信很多朋友聽過粒子加速器,大學物理實驗肯定經歷過,我們都知道盧瑟福用天然放射源實現了歷史上第一個人工核反應。在此之後科學家發明了各種各樣的粒子加速器,目前最先進的粒子加速器是由70多個國家共同建造的,稱作大型強子對撞機。我們了解的重子、介子、輕子等幾百種都是通過這種方式發現的。
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粒子加速器並不會毀滅地球 但人類可能會
最近有不少媒體報導稱,裡斯在最近剛出版的新書《人類未來展望》中大膽提出:如果粒子加速器(如瑞士的大型強子對撞機)在運行中出錯,可能會把地球變成一個緻密球體或黑洞。但裡斯表示,自己在書中提出的觀點其實恰好相反:上述情況發生的可能性非常、非常低。「大型強子對撞機可能會製造迷你黑洞」的設想已經流傳許久了,不需要為此擔心。
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展開科技的眼睛:粒子加速器是做什麼的?它對宇宙發展有何作用?
然而,研究人員也無法完全確定他們所探測到的兩個信號究竟是由暗物質粒子還是由其他粒子引起的。這兩個信號太少,因此科學家們也無法確定。據科學家介紹,他們的計算曾經預測到背景可能會引起一次假事件。 地球上另一項探尋暗物質的嘗試聚焦於強大的粒子加速器,這類加速器可以將亞原子粒子加速到接近光速,然後讓它們相互碰撞。科學家們希望通過這種難以置信的高速碰撞從而產生奇異粒子,其中包括暗物質粒子。