强子对撞机!当两束粒子流对撞的时候,可以达到太阳中心温度的10万倍,那这样机器能承受得了吗?

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/14 17:02:33

强子对撞机!当两束粒子流对撞的时候,可以达到太阳中心温度的10万倍,那这样机器能承受得了吗?
强子对撞机!
当两束粒子流对撞的时候,可以达到太阳中心温度的10万倍,那这样机器能承受得了吗?

强子对撞机!当两束粒子流对撞的时候,可以达到太阳中心温度的10万倍,那这样机器能承受得了吗?
温度不是关键的,关键的是总能和功率.所谓温度,它基本正比于粒子的动能(对于一大群粒子,就是其平均动能).不要以为强子对撞机里的粒子动能就很大了,那只是相对而言,就在我们头顶的高空大气里,就有能量更大的粒子,那是宇宙射线中的一小部分高能粒子,它们对应的温度比10万倍太阳温度更高得多,但高空稀薄的大气也未见有什么异常,为什么呢?就因为它们太少,每平方米每年才会有一两粒这样的高能粒子.
总之,不仅要看单个粒子的动能(相应于温度)有多大,还要看这样的粒子的总数有多少(相应于总能量)以及它们在多大范围里能持续多久(相应于能流密度和功率).打个比方,一个国家里少数几个人非常有能力而其他人都很笨,而另一个人数大致相同的国家里,虽然没有非常出色的天才,但大多数人都是聪明勤奋的,那后者的综合国力就会更强大的多.
另外,只有对撞处一个很小的范围(比一粒尘埃的大小还要小)内才能达到那么高温,而那里离管壁、探测器都还远.随着与对撞区域距离的增大,温度快速下降,到有机器实体的地方,温度早就下降到机器可以承受的范围内了.就像房子中间有个大火炉,在1厘米近旁,你会有被灼伤的危险;但在门口你只不过会感到有些热而已.可见,距离也很重要,随着远离能量中心,能量分布在越来越广阔的空间里——能量密度下降了.

现在科技发达呀…

那样貌似会产生黑洞的哇!
应该只是一瞬间
不然的话,人类基本全挂了

对撞的地方是真空,不直接与机器接触,不会传导到机器上,只会辐射出来

大型强子对撞器(Large Hadron Collider,LHC)是一座位于瑞士日内瓦近郊欧洲核子研究组织CERN的粒子加速器与对撞机,作为国际高能物理学研究之用。(全球定位点:北纬46度14分00秒,东经6度03分00秒46.233333333333;6.05) LHC已经建造完成,北京时间2008年9月10日下午15:30正式开始运作,成为世界上最大的粒子加速器设施。LHC是一个国际合作的计...

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大型强子对撞器(Large Hadron Collider,LHC)是一座位于瑞士日内瓦近郊欧洲核子研究组织CERN的粒子加速器与对撞机,作为国际高能物理学研究之用。(全球定位点:北纬46度14分00秒,东经6度03分00秒46.233333333333;6.05) LHC已经建造完成,北京时间2008年9月10日下午15:30正式开始运作,成为世界上最大的粒子加速器设施。LHC是一个国际合作的计划,由34国超过两千位物理学家所属的大学与实验室,所共同出资合作兴建的。
LHC包含了一个圆周为27公里的圆形隧道,因当地地形的缘故位于地下50至150米之间。[1] 这是先前大型电子正子加速器 (LEP)所使用隧道的再利用。隧道本身直径三米,位于同一平面上,并贯穿瑞士与法国边境,主要的部份大半位于法国。虽然隧道本身位于地底下,尚有许多地面设施如冷却压缩机,通风设备,控制电机设备,还有冷冻槽等等建构于其上。
加速器通道中,主要是放置两个质子束管。加速管由超导磁铁所包覆,以液态氦来冷却。管中的质子是以相反的方向,环绕着整个环型加速器运行。除此之外,在四个实验碰撞点附近,另有安装其他的偏向磁铁及聚焦磁铁。
两个对撞加速管中的质子,各具有的能量为 7 TeV (兆兆电子伏特,),总撞击能量达 14 TeV之谱。每个质子环绕整个储存环的时间为 89 微秒 (microsecond)。因为同步加速器的特性,加速管中的粒子是以粒子团(bunch)的形式,而非连续的粒子流。整个储存环将会有2800个粒子团,最短碰撞周期为 25 纳秒(nanosecond)。在加速器开始运作的初期,将会以轨道中放入较少的粒子团的方式运作,碰撞周期为 75 纳秒,再逐步提升到设计目标。
在粒子入射到主加速环之前,会先经过一系列加速设施,逐级提升能量。其中,由两个直线加速器所构成的质子同步加速器 (PS)将产生50 MeV的能量,接着质子同步推进器 (PSB)提升能量到1.4GeV。而质子同步加速环可达到26 GeV的能量。低能量入射环(LEIR)为一离子储存与冷却的装置。反物质减速器 (AD)可以将3.57 GeV的反质子,减速到2 GeV。最后超级质子同步加速器 (SPS)可提升质子的能量到450 GeV。
20余名中国科学家参与强子对撞机实验
在LHC加速环的四个碰撞点,分别设有五个侦测器在碰撞点的地穴中。其中超环面仪器 (ATLAS)与紧凑渺子线圈 (CMS)是通用型的粒子侦测器。其他三个(LHC底夸克侦测器(LHCb), 大型离子对撞器(ALICE)以及全截面弹性散射侦测器(TOTEM)则是较小型的特殊目标侦测器。
LHC也可以用来加速对撞 重离子,例如 铅(Pb)离子可加速到1150 TeV。
由于LHC有着对工程技术上极端的挑战,安全上的确保是极其重要的。当LHC开始运作时,磁铁中的总能量高达100亿焦耳(GJ),而粒子束中的总能量也高达725百万焦耳(MJ)。只需要10?7总粒子能量便可以使超导磁铁脱离超导态,而丢弃全部的加速粒子可相当于一个小型的爆炸。

收起

瞬间

受得了

这只是局部瞬间温度,机器里面有大型复杂的冷却系统,一般情况下不会对机器本身造成伤害的。