四四中文网 > 永不下车 > 第八七五章 加速

第八七五章 加速

推荐阅读:深空彼岸明克街13号最强战神渡劫之王天下第一万族之劫重生之都市仙尊好想住你隔壁特种奶爸俏老婆妖夏

一秒记住【四四中文网 www.44zw.net】,精彩小说无弹窗免费阅读!

    直线加速器,区别于人类以往大规模建造、使用的回旋加速器,是一种更早出现、发展却相对缓慢的粒子加速器。

    利用电磁场加速带电粒子,一种最直观、容易想到的方案,就是将粒子路径设置为直线,像枪炮那样用电磁场推动粒子、在末端达到最大速度,这一方案最早出现于西历1381年,但很快被回旋加速器后来居上。

    到旧时代末年,人类的最大粒子加速装置,无一例外都是回旋构型。

    受限于盖亚表面的地质条件,直线加速器的设计、建造,一干无法回避的难题就是选址,以及因此导致的能级限制。

    众所周知,质量超过一定限度的天体,必然是球形的。

    作为球状行星,很显然,盖亚表面并不存在任何天然的超长直线基址。

    对人类而言,建设长度为几公里的直线建筑结构,在设计、成本与施工等方面还可接受,但在此基础上再提升一、两个数量级,代价就会大到难以接受,不仅成本飙升,一旦涉及到架空、或者穿透地壳,事实上就超出工程能力的限制。

    简单计算可知,若要在盖亚表面建造一长度100公里的直线加速器,路径两端位于地表,则整条路径的最低点将位于地下两百米。

    这意味着,要建设这样一座加速器,就需要在地下钻出至少几十公里的隧道。

    百公里长的直线加速器,代价,还能接受,但性能也很一般。

    与回旋加速器不同,直线加速器的加速过程是“一锤子买卖”,要想达到更高的能级,除提升场强外,唯一的办法就是加大长度。

    一直到今天,人类仍未在盖亚表面,建造长度超过十七公里的直线加速器,

    而且在可预见的未来,也不会再有。

    设若要在盖亚表面,建造超级直线加速器,譬如长度上千公里的一座基础研究设施,那么,路径最低点就会到地下19.87公里.

    在很多地方,接近二十公里的深度,还不会打穿地壳,但对照人类历史上钻探最深的“科拉超深井”之深度记录——12,262~12,263米,这还只是大一个直径几十公分的洞,就应该会明白,要在盖亚表面的1,000公里直线加速器,

    根本一点都不现实。

    当然,即便没有可行性,人类总归还是求助于“回旋加速器”。

    与一锤子买卖的直线加速器不同,回旋加速器,借助电磁约束与同步交变等技术,可以很好的将不同速度之高能粒子束,禁锢在半径不变的环形路径上。

    这样一来,对整体尺寸有限、周长与直径都没有很夸张的回旋加速器而言,

    就有了将粒子束多次加速的机会。

    通俗地讲,如果说“直线加速器”,是体育场的一百米直线跑道、一次跑完比赛结束,那么“回旋加速器”,就是场内的四百米环形跑道,只要规则允许,进行马拉松比赛也完全可以,无非是增加圈数。

    不过,由于粒子在高速(接近光速)状态下,会因相对论效应而产生一些质量、性质的变化,这给有效约束带来了极大的困难。

    结果则是,回旋加速器的体积优势,与能级受限间的矛盾。

    从粒子加速器的概念一提出,早期的科学家,就想出了回旋加速的创意,多少年来也一直在这方面努力,但在旧时代末年,科学界普遍认为,要想达到更高的加速能级、探索物质更深层的奥秘,

    就只能将希望寄托在新一代直线加速器上。

    旧时代的风云变幻、波澜起伏,人类世界的沧桑巨变,让这一切都成为历史。

    今天,劫后重生的净土文明,则启动了人类历史上最雄心勃勃的“新一代深空粒子加速器”计划,计划在未来五十~一百年的时间里,

    建造长度达十万公里、能级达到1,000,000,000,000,000,000电子伏的超级加速器。

    粒子能量达到百亿亿电子伏,这一目标,已“相当接近”人类有史以来侦测到的最高能粒子——一个想必来自宇宙深处的质子,其能量高达3*10EXP20eV。

    即便还没有达到,但,比起旧时代末年的最强设施:“尤洛浦大型强子加速器”的7,000,000,000,000电子伏,也已经提升了五个数量级,从而有望获得新的实验结果,继而推动高能物理的发展。

    十万公里长的设备,加速电子、质子等基本粒子,

    这力量究竟会有多大呢。

    换一种说法,这台预计百年后才能完全竣工的庞大工程,可以向一个质量仅为1.67*10EXP-27kg的质子,贯注0.16焦耳的能量。

    0.16焦耳,显然,还是一个挺微不足道的概念,然而即便是这样的能量,足以将一瓶五百五十毫升的矿泉水抬高三厘米——一个质子这样渺小的微观粒子,具有的动能,足以将矿泉水抬起三厘米,

    这是极其恐怖的概念。

    十万公里的“新一代深空例子加速器”,很显然,盖亚表面是无从承载,

    而必须建造在太空中。

    在盖亚之外的广袤空间,建造加速器,这是科学界多少年来的一个梦想,毕竟与盖亚表面相比,太空一没有大气、无须抽真空,二没有地壳、无须搞土建,

    简直就是任意驰骋、无拘无束。

    不过,受旧时代人类之生产力水平的限制,这一宏伟设想,到今天才有望变为现实。

    事关例子加速器,看起来,这似乎应该是物理学家关注、解析的领域,但既然这座庞然大物将部署在太空,自然就与航天机构大有关联。

    当面请教任新民这样的专家,首先,方然就问起加速器的预定轨道。

    轨道,对一座粒子加速器,通常是指被加速粒子的运行轨迹,但“新一代深空粒子加速器”既然要在太阳系内部署,不论主观上怎样设计,都必然得围绕太阳公转,单从径向尺寸上,甚至可以排在木星、土星之后,

    成为太阳系第三大的类行星(人造)天体。

    如此一来,即便方然这样的外行,也能想到深空粒子加速器不宜距离太阳过近,

    否则就会被巨大的引力潮汐效应摧毁。