這么大的對撞機居然是用來研究非常微小的亞原子粒子的,這個景象好像有點滑稽 。為什么會是這樣呢?其實環(huán)形對撞機是從回旋加速器基礎(chǔ)上逐步發(fā)展出來的,回旋加速器是由美國物理學(xué)家勞倫斯發(fā)明,勞倫斯還因此得到了諾貝爾物理學(xué)獎 。勞倫斯最早發(fā)明的回旋加速器很小,可以直接握在手中,對粒子進行加速時有一個規(guī)律,加速器的半徑越大、磁場越強,加速后粒子獲得的動能也就越大 。
要更好地進行研究,就需要有更高能量的粒子,粒子物理學(xué)家對更高能量的追求幾乎是無止境的,于是加速器越造越大,能量也越來越高 。粒子在磁場中受到的洛倫茲力不能對粒子進行加速,只有電場才能對粒子加速,如果用直線加速器對粒子進行加速,粒子在軌道上只能加速一次,加速通道越長,粒子就越容易達到更高的能量 。這樣直線加速器也要建得比較長,目前長度一般要在1千米以上,
【為什么對撞機會產(chǎn)生正負粒子對,對科學(xué)研究有何影響】如果建造一個環(huán)形加速器,粒子可以在電場中加速,然后返回電場再次加速 。一個粒子加速到的能量越大,它就越需要折回 。因此,能量越高,加速器的半徑越大 。對撞機雖然造好了,但是加速粒子的能量和宇宙中的一些高能粒子是沒法比的,往往有幾個數(shù)量級的差距 。但是,與依賴天空的宇宙射線相比,加速器不依賴天空,加速器可以提供更高的電流強度 。
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