新聞背景:粒子加速器和粒子對撞機

2021-01-14 搜狐網

　　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。

它利用一定形態的電磁場將電子、質子或重離子等帶電粒子加速，能提供速度甚至接近光速的各種高能量的帶電粒子束，是人們改變原子核和基本粒子，認識物質深層結構的重要工具。20世紀30年代初以來，回旋加速器、靜電加速器相繼問世。爾後，人們又陸續發明了各種高能加速器。

　　20世紀50年代初，有人開始考慮利用對撞粒子束來獲得更高能量，並進而發明了粒子對撞機。粒子對撞機是加速器的一種，其主要作用是積累並加速相向運行的兩束粒子流，到一定強度及能量時使其進行對撞，以產生足夠高的反應能量。

　　幾十年來，人們應用粒子加速器在探索物質構成之謎的道路上取得了許多重大成果，並建立起粒子物理學這樣一門新學科。目前，加速器的應用已經遠遠超出了粒子物理學的領域，在諸如材料科學、分子生物學、醫學等領域都有廣泛而重要的應用。

(責任編輯：郭揚)

相關焦點

  • 揭秘世界最大粒子加速器:大型強子對撞機(組圖)
    【搜狐科學消息】　據美國《波士頓全球報》報導，歐洲核子研究中心已於7日宣布將於9月10日啟動大型強子對撞機(LHC)，希望藉助這臺世界最大的粒子加速器揭開宇宙起源的奧秘。　　大型強子對撞機不僅是世界最大的粒子加速器，同時也是世界最大的機器。
  • 粒子對撞機
    近日，關於中國是否要建造大型粒子對撞機的爭論終於落下了帷幕，王貽芳院士以一票的微弱劣勢敗給了以楊振寧教授為首的反對派。這幾年，粒子對撞機頻繁出現在網絡上，但面對如此高端的名詞，普通人不免敬而遠之。今天我們就來聊一聊在粒子對撞機，審視當下社會背景下建造粒子對撞機的合理性。
  • 科學家展示下一代高能粒子加速器技術——μ子對撞機
    粒子加速器用於探測物質的組成，如通過大型強子對撞機，並用於測量藥物的化學結構、治療癌症和製造矽微晶片。到目前為止，粒子加速器中加速的粒子是質子、電子和離子。電子、質子或離子加速束的使用促進了許多科學技術的發展。但是缺乏同等質量的高能μ子束。
  • 粒子很小,粒子對撞機為什麼要特別巨大?
    要使粒子獲得較大的速度或能量主要要兩種方法，一是靠天吃飯，獲取來自宇宙中的高能粒子；二是自己動手解決溫飽，用粒子加速器對粒子進行加速。對撞機是目前非常重要的粒子加速器，是將兩束粒子加速到非常高的能量後使粒子迎頭相撞。對撞機主要分兩種，一種是正反粒子對撞機；另一種是直線對撞機。不論是哪種對撞機，目前只有建造得足夠大才有希望做出比較有價值的成果。
  • 世界最大粒子加速器歐洲大型強子對撞機(LHC)重啟 尋找神秘粒子
    歐洲核子研究中心(歐核中心，CERN)的物理學家、相關部門負責人博爾德裡（Frédérick Bordry）昨天在瑞士調控中心發出這樣一條推特，在經歷兩年停機維護、加固升級及數月重啟準備後，世界最大的粒子加速器——歐洲大型強子對撞機（LHC）當天正式開啟第二階段運行，物理學家們又開始新一輪的尋找神秘粒子之旅。
  • 可攜式粒子對撞機
    自加速器發明以來，為了讓粒子獲得更高的能量，大型化是其發展趨勢，以至於今天，歐洲大型強子對撞機創下了歷史紀錄。不過，未來的加速器也許不用造得那麼龐大了。許多人都知道，當今世界上最大、最複雜的機器是位於瑞士日內瓦的歐洲大型強子對撞機。這個歐洲發達國家聯合製造的龐然大物，埋在周長27千米的地下隧道裡，從設計到竣工耗時20多年，花費了近90億美元。
  • 大型強子對撞機的新的粒子加速器將為物理學取得突破
    原標題：大型強子對撞機的新的粒子加速器將為物理學取得突破 大型強子對撞機的最大成就之一便是希格斯玻色子的發現。上圖是希格斯場的想像圖。希格斯場充斥著宇宙，當基本粒子與其相互作用時，就被賦予了質量。 大型強子對撞機是世界上最大的粒子加速器設施，主要部分是位於法國和瑞士邊界地下長度達27公裡的圓形隧道 北京時間12月25日消息，據國外媒體報導，早在2008年，世界上最強大的粒子加速器
  • 粒子對撞機對我們有什麼用?
    比如著名數學家、菲爾茲獎獲得者丘成桐和高能所所長王貽芳就主張中國建造，而諾貝爾物理學獎獲得者楊振寧卻持有相反的態度。先不管到底誰的見解更有道理，我們先來看看到底粒子對撞機是何方神聖？它又對人類未來的發展到底有什麼作用？通俗來說，粒子對撞機不過一種設計為高能粒子相互碰撞的機器。
  • 走近粒子加速器
    歐洲核子研究中心的「Linac 4」線性加速器為該機構包括大型強子對撞機LHC在內的加速器組合注入更高能量的離子束，幫助LHC實現更高亮度。 黑洞首張照片的發布，在全球範圍內引起巨大轟動。「黑洞是什麼？黑洞裡面有什麼？
  • 粒子對撞機歷史回顧與展望 | 「小粒子 大宇宙」科學公開課
    從這張圖大家能夠看到，我們有很多的知名科學家，從愛因斯坦到楊振寧、李政道、丁肇中，最後到希格斯——希格斯粒子的理論的創始人。在整個過程當中是一代接著一代的不懈的努力。但是在這個過程當中，科學的理論必須經過實驗的檢驗。在我們今天討論的課程當中，粒子物理實驗需要通過什麼來完成呢？需要通過加速器和對撞機。
  • 你不知道的粒子加速器
    粒子加速器可以通過電磁場將亞原子粒子加速到極高的速度。粒子加速器是利用電場來推動帶電粒子使之獲得高能量。日常生活中常見的粒子加速器有電視及X光等設施。被加速的粒子置於抽真空的管中，才不會被空氣中的分子所撞擊。大型強子對撞機（Large Hadron Collider，LHC）是世界上最大、功率最強的粒子加速器。
  • 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。
  • 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。
  • 粒子對撞機到底是啥?有什麼用?
    通俗來說，粒子對撞機不過一種設計為高能粒子相互碰撞的機器。粒子對撞機是由同步加速器（在同步加速器中，磁場強度與粒子的能量成正相關，以保證粒子的加速電場與電子繞加速器圓周運動的頻率一致）進化而來，粒子對撞機和回旋加速器的外形相似，均為環形。
  • 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?
    這是一種設計原始的回旋加速器，是現代大型環形粒子加速器的前身。在這個早期的設計中，磁場使帶電粒子彎曲成一個圓形的軌道，帶電粒子每次穿過回旋加速器的中心時，會產生一個交變電場來給粒子提供加速力。然而，在現代粒子加速器的設計中，科學家並沒有使用永磁體產生的固定磁場和不斷增加的螺旋軌道。相反，科學家將粒子加速器的巨大圓環與電磁鐵連接起來，這樣隨著粒子動能的變化就能產生適量的磁場，使快速運動的粒子一直保持在圓環內。
  • 316L不鏽鋼助力世界上最大的粒子加速器—大型強子對撞機（LHC）
    大型強子對撞機（LHC）？聽都沒聽說過和316L不鏽鋼有什麼關係？LHC位於瑞士日內瓦近郊歐洲核子研究組織的粒子加速器與對撞機就在幾年前，眾多科學家想要對粒子加速器進行一些改進，為新項目做準備，且LHC到了進行常規維護和升級的時候，其中升級項目包括更換用來固定加速器真空管的緊固件。
  • 粒子加速器威脅地球安全,可能被我們誇大了
    要談宇宙的最高能量首先要從我們人類最強的粒子加速器開始，對我們人類來說粒子加速器加速的粒子所達到的能量和速度分別是：7 Tev和99.99999988%C！這個成就相當驚人，但是和宇宙比起來不值一提，有點小兒科！
  • 網友問:粒子對撞機的作用和原理是什麼?
    粒子對撞機是把微觀粒子加速到接近光速的裝置，也是高能物理研究中的重要工具。但是微觀粒子可不好分解，目前科學家想到的辦法，就是把微觀粒子不斷加速，然後和另外一個高能粒子相撞，就有可能把粒子撞得更散，然後產生新的粒子。比如把兩個氦原子核加速後進行碰撞，就有可能把氦原子核撞散，得到自由中子和自由質子。
  • 歐洲將地下粒子對撞機與大型強子對撞機相連
    歐洲核子研究中心(CERN)的物理學家們公布了一種周長為100公裡的大型粒子加速器的藍圖，該加速器將被用於以前所未有的細節研究希格斯玻色子，並探索新的物理學。今天，為未來的圓形對撞機(FCC)發布了概念設計報告。FCC是一種地下粒子對撞機，將與日內瓦附近現有的大型強子對撞機(LHC)相連。
  • 物理學:新的粒子加速器將探測帶電粒子如何呈現新的身份!
    物理學：新的粒子加速器將探測帶電粒子如何呈現新的身份！粒子加速器是一種功能強大的設備，它使用電磁場以接近光速的速度推進帶電粒子，如電子或質子，然後將它們正面粉碎。在這些高速碰撞中眨眼間發生的事情可以告訴我們一些自然界的基本秘密。