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粒子對撞機檢視原始碼討論檢視歷史

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粒子對撞機是在高能同步加速器基礎大型粒子對撞機上發展起來的一種裝置。 主要作用是積累並加速相繼由前級加速器注入的兩束粒子流,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,粒子對撞的類別有選擇正負電子的,有強子粒子對撞的,有質子對撞的和單質粒子對撞的等,目的是檢驗人們的實驗儀器和探索微觀粒子的宏觀效應,認識量子粒子的新規律,新粒子,認識新物理等前沿的量子物理、粒子物理科學。同時,粒子對撞也是一種天然粒子『機制』,人們探索『粒子對撞機制』的成因,探索『超對稱』超額維度的存在,開發新材料

可行性分析

用高能粒子轟擊靜止鈀(粒子)時,只有質心繫中的能量才是粒子相互作用的有效能量,它只占實驗室系中粒子總能量的一部分。如果射到靶上的粒子能量為E,則對靶中同種粒子作用的質心系能量約為E(E為粒子的靜止能量)。 用於相互作用的那部分能量所占的比例將越來越小,即被加速粒子能量的利用效率越來越低,但是,如果是兩個能量為E的相向運動的同種高能粒子束對撞,則質心系能量約為2E,即粒子全部能量均可用來進行相互作用。可見,為了得到相同的質心系能量,所需的加速器能量將比對撞機大得多。如果對撞機能量為E,則相應的加速器能量應為2E2/E。例如,能量為2×300GeV的質子、質子對撞機,同一台能為180000GeV的質子加速器相當,建造這樣高能量的加速器。在技術水平及經濟條件仍然是不可及的。但建造上述能量或更高一些能量的對撞機是完全可行的,這就是近20年來對撞機得到廣泛發展的原因之一 [1]

原理

粒子對撞機是在高能同步加速器基礎上發展起來的一種裝置,其主要作用是積累並加速相繼由前級加速器注入的兩束粒子流,到一定束流強度及一定能量時使其在相向運動狀態下進行對撞,以產生足夠高的相互作用反應率,便於測量。 測量粒子對撞的譜儀儀器,是對撞機的傳感感應器,是量子粒子物理的最前沿科學。因為,粒子對撞也是一種『機制』,也是存在着的『天然自然粒子對撞機制』,量子粒子高能物理-凝聚態物理-天體粒子物理探索其中 [2]

用途

將豐富人類對宇宙了解 科學家希望,能夠在對撞機前所未有的對撞能量幫助下,製造"迷你版"宇宙大爆炸之後的瞬間狀況,探秘"希格斯玻色子"(Higgsboson),"暗物質","暗能量"等其他未解之謎。希格斯玻色子以英國物理學家彼得·希格斯名字命名,他在44年前提出,希格斯玻色子是物質的質量之源以及電子和夸克等形成質量的基礎,這種粒子給其他粒子賦予了質量,但它一直未被發現。 英國著名物理學家史蒂芬·霍金認為,LHC產生的能量還不足以讓科學家發現希格斯玻色子。為此他還下了100美元賭注。不過霍金表示:不管發現什麼,撞擊結果將大大豐富人類對宇宙結構的了解。 歐洲核子研究中心主管羅伯特·艾馬表示,他相信科學家將藉助於這一機器獲得重大突破性發現。艾馬稱,獲得初步實驗結果可能需要耐心等待,一次試運行足以產生一大堆數據,科學家需要大量時間分析 。

中國計劃

2014年7月23日,在國際合作者支持下,中國科學院高能物理研究所的科學家正計劃到2028年建造一個「希格斯粒子工廠」。那將是一個長52公里的地下環路,它能使正負電子發生對撞。這些基本粒子的碰撞將使得人們能以更高的精確度研究希格斯玻色子。該對撞機的精確度將高於歐洲核子研究中心規模較小的大型強子對撞機。

參考來源