全能學霸 第386章粒子加速器

    ≮鳥神星的基地建設，也是很快的拉上了嶧。

    一艘縣級飛船里，藍雨晴複製人巧刑然。

    「主人」

    《雨晴穿的是一件嫩黃色的低胸吊帶衫，那小的衣服掩不住她那凹凸有致的曲線，把她那圓潤的胳膊，性感迷人的鎖骨都露了出來，還露出了一條深邃白嫩的乳溝，高聳的把那薄的衣衫高高的頂了起來，若隱若現出渾圓的形狀。緊縮的小腹與小蠻腰纖細美妙的曲線渾然一體,下面是一條白色的超短裙，豐滿的肥臀緊緊包在那件緊窄的短裙里，更顯得渾圓性感，豐潤健美的俏臀下有一雙雙雪白修長的大腿，肌膚細白毫無瑕疵，渾圓迷人，大腿至小腿的線條如絲緞般的光滑勻稱，腳上是一雙高跟的綁帶皮涼鞋，看上去又美又艷而又野性十足。

    美不勝收啊！

    安心頭就是一熱。

    小說 ..  「有什麼事情嗎？」。

    ≮，李安的科技發展，資源收集，基地建造，都已經走上了正軌，目前的李安，倒是真的有一種無所事事的感覺了，俗話說得好，飽暖思淫慾，雖然對方是複製人，但是畢竟是寄託了自己的幻想的藍雨晴學姐

    《雨晴的表情十分的冷：「主人，粒子加速器已經研究好了，第一次粒子實驗即將開始」

    安嘆了一口氣，但是終究還是熄滅了欲2望，不過對方提到粒子加速器，李安又是一喜：「研究好了嗎？」。

    粒子加速器是用人工方法產生高速帶電粒子的裝置。日常生活中常見的粒子加速器有用於電視的陰極射線管及X光管等設施。是探索原子核和粒子的性質、內部結構和相互作用的重要工具，在工農業生產、醫療衛生、科學技術等方面也都有重要而廣泛的實際應用。

    】粒子加速器，對於現在的李安其實不算難，難的是提高粒子加速器的精度，使之可以對微觀宇宙中的基本粒子進行分析。

    ≡E.盧瑟福1919年用天然放射性元素放射出來的α射線轟擊氮原子首次實現了元素的人工轉變以後。物理學家就認識到，要想認識原子核必須和粒子進行同步的研究。

    這是應用粒子加速器發現了絕大部分新的超鈾元素和合成的上千種新的人工放射性核素，高能加速器的發展又使人們發現包括重子、介子、輕子和各種共振態粒子在內的幾百種粒子。

    隨著科學技術的發展，人類對物質結構的認識是從一開始看到身邊的各種物質逐漸發展到藉助放大鏡、顯微鏡、直到後來的粒子加速器、電子對撞機等，逐步深入到細胞、分子、原子和原子核深層次，每深入一步都會帶來巨大的社會效益和經濟效益。原子核及其核外電子的發現，帶動了無線電、半導體、電視、雷達、雷射、X光的發展，而近幾十年對原子核的研究，則為原子能的利用奠定了理論基礎。

    要想了解物質的微觀結構，首先要把它打碎。粒子加速器就是用高速粒子去「打碎」被測物質。讓正負電子在運動中相撞，可以使物質的微觀結構產生最大程度的變化，進而使我們了解物質的基本性質。一直以來科學家們都致力於粒子加速器型化，軍事學家則希望製成能擊穿鋼鐵的粒子槍。

    《雨晴面無表情的點頭：「地球時代，我們用的粒子加速器，粒子加速器按其作用原理不同可分為靜電加速器、直線加速器、回旋加速器、電子感應加速器、同步回旋加速器、對撞機等。這種粒子加速器還有這瑕疵，但是現在，我們已經可以把精度控制在一納米一下了。」…

    利用直線加速器加速帶電粒子時，粒子是沿著一條近於直線的軌道運動和被逐級加速的。因此當需要很高的能量時，加速器的直線距離會很長。有什麼辦法來大幅度地減小加速器的尺寸嗎？辦法說起來也很簡單，如果把直線軌道改成圓形軌道或者螺旋形軌道，一圈一圈地反覆加速。這樣也可以逐級諧振加速到很高的能量，而加速器的尺寸也可以大大地縮減。

    1930年E.O.勞倫斯在直線加速器諧振加速工作原理的啟發下，提出了研製回旋加速器的建議。勞倫斯建議在回旋加速器里增加兩個半圓形磁場，使帶電粒子不再沿著直線運動。而沿著近似於平面螺旋線的軌道運動，這種改造使得加速器的電場不至於如此之長而導致電場能損失，是一個極富設想的設計發明。1931年建成了第一台回旋加速器。磁極直徑約10厘米，用2千伏的加速電壓工作，把氘核加速到80kV，證實了回旋加速器的工作原理是可行的。在1932年又建成了磁極直徑為27厘米的回旋加速器，可以把質子加速到1MV。

    回旋加速器的電磁鐵的磁極是圓柱形的，兩個磁極之間形成接近均勻分布的主導磁場。磁場是恆定的，不隨時間而變化。在磁場作用下，帶電粒子沿著圓弧軌道運動，粒子能量不斷地提高，軌道的曲率半徑也不斷地提高，運動軌道近似於一條平面螺旋線。

    兩個磁極之間是真空室。裡面裝有兩個半圓形空盒狀的金屬電極，通稱為「D形電極」。D形電極接在高頻電源的輸出端上，2個D形電極之間的空隙（加速間隙）有高頻電場產生。粒子源安裝在真空室中心的加速間隙中。D形電極內部沒有高頻電場，粒子進入D形電極之內就不再被加速，在恆定的主導磁場作用下做圓周運動。只要粒子迴旋半圓的時間等於加速電壓半周期的奇整數倍，就能夠得到諧振加速。用一個表達式可以表示成：T=KTrt式中T是粒子的迴旋周期，Trt是加速電壓的周期，K應該是奇整數。

    這類利用軸向磁場使帶電粒子做迴旋運動，周期性地通過高頻電場加速粒子的回旋加速器又可以分為兩類：

    第一類是沒有自動穩相機制的。等時性回旋加速器就是屬於這一類。D形電極間加有頻率固定的高頻加速電場，粒子能量低時，迴旋頻率能保持與高頻電場諧振，而當能量高時，粒子的迴旋頻率會隨著能量的提高而越來越低於高頻電場頻率，最終不能再被諧振加速。為了克服這個困難，可以使磁場沿半徑方向逐步增加，以保持粒子的迴旋頻率恆定。然而磁場沿半徑方向遞增卻又導致粒子束流軸向散開。為解決這一矛盾，60年代初研製成功了扇形聚焦回旋加速器，在磁極上巧妙地裝上邊界彎曲成螺旋狀的扇形鐵板，它可以產生沿方位角變化的磁場，即使加速粒子軸向聚焦，又使磁場隨半徑增大而提高，保證粒子的旋轉頻率不變，即旋轉一周的時間不變，因此被稱為等時性回旋加速器。

    第二類是有自動穩相機制的。屬於這一類型的加速器有：（1）穩相加速器；（2）同步加速器；（3）回旋加速器。

    從20世紀30年代到50年代後半期的20年時間裡，加速器的能量增加了幾百倍到幾千倍。這是因為要發現基本粒子。除了到宇宙線中去尋找外，就得到原子核內部去尋找。原子核內部存在非常強大的作用力，即：核力把基本粒子緊緊地結合在一起，因此研究基本粒子需要很大的能量。隨著加速器能量的增加，在實驗室中所發現的基本粒子數目也增多了。…

    粒子加速器的規模已有小於一個大型機器製造廠，其用電量相當於一個中等城市，工作人員可達數千人，有宇宙粒子製造廠之稱。但是，儘管今日粒子加速器能量已經夠大的了，可它仍然遠遠不能適應探索原子奧秘的要求，因此隨著人們對原子奧秘探索的深入，粒子加速器仍會不斷地改進。

    但是李安現在研究的粒子加速器，已經是在當前條件下所擁有的科技水平能夠研究出來的最高水平的粒子加速器了，如果要繼續研究，那就需要大量的時間了。

    研究出粒子加速器，對於李安的發展十分的重要。

    用一種波長800納米的商用雷射調節真空中運行的電子的能量，獲得了和每米遞減4千萬伏的電場一樣的調製效果。這一技術有望發展成新型雷射粒子加速器，用來將粒子加速到Tv（萬億電子伏）的量級。傳統的加速器必須做成幾百米甚至更長的龐然大物，以將粒子能量提升到粒子物理學家所需的程度。幾年來，科學家發展出一種主要基於雷射等離子體的技術，可獲得比傳統加速器更高的加速梯度，從而為縮短加速度的長度帶來可能。然而，之前的一些技術往往導致同步加速器的輻射損失或降低粒子束的質量，限制了其對粒子物理學家的吸引力。

    而李安現在開發的新方法，在用雷射束加速的同時，施加一個和雷射同向的縱向電場，形成疊加的加速效果。電子獲得的能量自然等於縱向電場和雷射束單獨作用施加能量之和。(未完待續……)

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