永不下車 第八七五章 加速

    直線加速器，區別於人類以往大規模建造、使用的回旋加速器，是一種更早出現、發展卻相對緩慢的粒子加速器。筆神閣 bishenge.com

    利用電磁場加速帶電粒子，一種最直觀、容易想到的方案，就是將粒子路徑設置為直線，像槍炮那樣用電磁場推動粒子、在末端達到最大速度，這一方案最早出現於西曆1381年，但很快被回旋加速器後來居上。

    到舊時代末年，人類的最大粒子加速裝置，無一例外都是迴旋構型。

    受限於蓋亞表面的地質條件，直線加速器的設計、建造，一干無法迴避的難題就是選址，以及因此導致的能級限制。

    眾所周知，質量超過一定限度的天體，必然是球形的。

    作為球狀行星，很顯然，蓋亞表面並不存在任何天然的超長直線基址。

    對人類而言，建設長度為幾公里的直線建築結構，在設計、成本與施工等方面還可接受，但在此基礎上再提升一、兩個數量級，代價就會大到難以接受，不僅成本飆升，一旦涉及到架空、或者穿透地殼，事實上就超出工程能力的限制。

    簡單計算可知，若要在蓋亞表面建造一長度100公里的直線加速器，路徑兩端位於地表，則整條路徑的最低點將位於地下兩百米。

    這意味著，要建設這樣一座加速器，就需要在地下鑽出至少幾十公里的隧道。

    百公里長的直線加速器，代價，還能接受，但性能也很一般。

    與回旋加速器不同，直線加速器的加速過程是「一錘子買賣」，要想達到更高的能級，除提升場強外，唯一的辦法就是加大長度。

    一直到今天，人類仍未在蓋亞表面，建造長度超過十七公里的直線加速器，

    而且在可預見的未來，也不會再有。

    設若要在蓋亞表面，建造超級直線加速器，譬如長度上千公里的一座基礎研究設施，那麼，路徑最低點就會到地下19.87公里.

    在很多地方，接近二十公里的深度，還不會打穿地殼，但對照人類歷史上鑽探最深的「科拉超深井」之深度記錄——12，262~12，263米，這還只是大一個直徑幾十公分的洞，就應該會明白，要在蓋亞表面的1，000公里直線加速器，

    根本一點都不現實。

    當然，即便沒有可行性，人類總歸還是求助於「回旋加速器」。

    與一錘子買賣的直線加速器不同，回旋加速器，藉助電磁約束與同步交變等技術，可以很好的將不同速度之高能粒子束，禁錮在半徑不變的環形路徑上。

    這樣一來，對整體尺寸有限、周長與直徑都沒有很誇張的回旋加速器而言，

    就有了將粒子束多次加速的機會。

    通俗地講，如果說「直線加速器」，是體育場的一百米直線跑道、一次跑完比賽結束，那麼「回旋加速器」，就是場內的四百米環形跑道，只要規則允許，進行馬拉松比賽也完全可以，無非是增加圈數。

    不過，由於粒子在高速狀態下，會因相對論效應而產生一些質量、性質的變化，這給有效約束帶來了極大的困難。

    結果則是，回旋加速器的體積優勢，與能級受限間的矛盾。

    從粒子加速器的概念一提出，早期的科學家，就想出了回旋加速的創意，多少年來也一直在這方面努力，但在舊時代末年，科學界普遍認為，要想達到更高的加速能級、探索物質更深層的奧秘，

    就只能將希望寄托在新一代直線加速器上。

    舊時代的風雲變幻、波瀾起伏，人類世界的滄桑巨變，讓這一切都成為歷史。

    今天，劫後重生的淨土文明，則啟動了人類歷史上最雄心勃勃的「新一代深空粒子加速器」計劃，計劃在未來五十~一百年的時間裡，

    建造長度達十萬公里、能級達到1，000，000，000，000，000，000電子伏的超級加速器。

    粒子能量達到百億億電子伏，這一目標，已「相當接近」人類有史以來偵測到的最高能粒子——一個想必來自宇宙深處的質子，其能量高達3*10EXP20eV。

    即便還沒有達到，但，比起舊時代末年的最強設施：「尤洛浦大型強子加速器」的7，000，000，000，000電子伏，也已經提升了五個數量級，從而有望獲得新的實驗結果，繼而推動高能物理的發展。

    十萬公里長的設備，加速電子、質子等基本粒子，

    這力量究竟會有多大呢。

    換一種說法，這台預計百年後才能完全竣工的龐大工程，可以向一個質量僅為1.67*10EXP-27kg的質子，貫注0.16焦耳的能量。

    0.16焦耳，顯然，還是一個挺微不足道的概念，然而即便是這樣的能量，足以將一瓶五百五十毫升的礦泉水抬高三厘米——一個質子這樣渺小的微觀粒子，具有的動能，足以將礦泉水抬起三厘米，

    這是極其恐怖的概念。

    十萬公里的「新一代深空例子加速器」，很顯然，蓋亞表面是無從承載，

    而必須建造在太空中。

    在蓋亞之外的廣袤空間，建造加速器，這是科學界多少年來的一個夢想，畢竟與蓋亞表面相比，太空一沒有大氣、無須抽真空，二沒有地殼、無須搞土建，

    簡直就是任意馳騁、無拘無束。

    不過，受舊時代人類之生產力水平的限制，這一宏偉設想，到今天才有望變為現實。

    事關例子加速器，看起來，這似乎應該是物理學家關注、解析的領域，但既然這座龐然大物將部署在太空，自然就與航天機構大有關聯。

    當面請教任新民這樣的專家，首先，方然就問起加速器的預定軌道。

    軌道，對一座粒子加速器，通常是指被加速粒子的運行軌跡，但「新一代深空粒子加速器」既然要在太陽系內部署，不論主觀上怎樣設計，都必然得圍繞太陽公轉，單從徑向尺寸上，甚至可以排在木星、土星之後，

    成為太陽系第三大的類行星天體。

    如此一來，即便方然這樣的外行，也能想到深空粒子加速器不宜距離太陽過近，

    否則就會被巨大的引力潮汐效應摧毀。微信關注「優讀文學 」看小說，聊人生，尋知己~