第225章 進駐基地

類別:科幻小說 作者:耳垂垂到腰 本章:第225章 進駐基地

    這個大型粒子對撞機是當前世界上最大的,整個環路長約52公,貫穿了附近的山體,項目的名字叫“希格斯粒子工廠”。

    據秦西峰介紹,“希格斯粒子工廠”最大的特色就是它的加速器。

    簡單的講,粒子對撞機的核心機製就是將兩束粒子進行加速後進行碰撞,而將粒子加速就是該項目核心的核心。

    將粒子進行加速的傳統方法主要是直線加速和回旋加速。

    直線加速的方式舉一個例子很容易理解,比如把金屬板以一定的間距平行放置並通上電,在金屬板之間就建立了均勻電場。在板上各挖一個相互對準的小孔,讓一個帶正電的粒子從負極板的孔中射入,在電場作用下,它將運動得越來越快。當它從正極板的小孔飛出時,如果緊跟著又飛進另一個平行板電場,它將再次被加速帶電粒子每次獲得的能量取決於兩平行板之間的電壓。

    在這個基礎上,如果再加一個磁場讓粒子做圓周運動,然後一次次穿過兩塊金屬板之間的電場,每穿過一次就被加速一次,這就是回旋加速。

    所以要想讓粒子獲得更高的能量,就要把直線加速器造得盡可能長,回旋加速器造得直徑盡可能大,這也是為什粒子對撞機越建越大的原因。

    不過能量並不是決定加速器龐大的唯一因素,從理論上說,隻要提高加速電場的電壓,在保證輸出粒子能量不變的前提下,加速器完全可以造得小一些。

    但問題在於實踐中加速器的加速電壓不能設計得很高。如果兩板之間的電壓太高,電場強度太大,那金屬板中的自由電子就會被電場從金屬表麵拽出來,射向正極板,跟正極板上的正電荷中和,這種現象有個術語叫擊穿。

    所以為了避免被擊穿的命運,隻能在安全電壓下一點一點給粒子加速,於是就導致了加速器越造越大。

    而“希格斯粒子工廠”最大的特點,是它的加速裝置中除了延用傳統加速方式之外還采用了大量的等離子加速器。

    等離子體是有別於固態、液態、氣態的第四類物質形態,它不像空氣主要是由分子、原子等中性粒子組成,而是由帶正電的離子和大量自由電子組成。

    通常一個正離子所帶的電荷是一個自由電子的幾倍,但自由電子的數量反過來卻是正離子的幾倍,於是二者扯平,等離子氣整體呈電中性狀態。

    如果把一束脈衝電子射入等離子氣中,脈衝電子在前進途中要跟等離子氣中的正離子和自由電子相互作用。

    由於正離子的質量通常要比電子大幾千倍,所以正離子基本上“巋然不動”,但那些自由電子卻被脈衝電子排斥到老遠。所以在脈衝電子瞬間所在的區域,正電荷的濃度要遠大於負電荷的濃度,相當於脈衝電子“清掃”出一片沒有負電荷的“等離子泡泡”,這個泡泡整體帶正電。

    這個“等離子泡泡”隨著脈衝電子的運動向前移動。在它的尾部,就像一艘快艇開過之後其尾部的水迅速合攏一樣,那些被“等離子泡泡”排斥出去的自由電子,等泡泡“開過去”之後,在那些呆在原地不動的正離子的吸引下迅速匯集。

    於是在“等離子泡泡”頭匯集的是大量正離子,而在其尾部匯集的卻是大量自由電子,一個帶正電,一個帶負電,兩者之間就形成了很強的電場。

    這個電場最高甚至可以達到每米1000億伏特的量級,是傳統加速器望塵莫及的。


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