什麼是粒子對裝機?它的工作原理是什麼

2022-04-22 16:32:45 字數 849 閱讀 1243

1樓:誰是和平年代

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。

其工作原理是:

大型強子對撞機主要由一個27公里長的超導磁體環和許多促使粒子能沿著特定方向傳播的加速結構組成。在這個加速器裡面,2束高能粒子流在彼此相撞之前,以接近光速的速度向前傳播。這兩束粒子流分別通過不同光束管,向相反方向傳播,這兩根管子都處於超高真空狀態。

一個強磁場促使它們圍繞那個加速環執行,這個強磁場是利用超導電磁石獲得的。這些超導電磁石是利用特殊電纜線製成的,它們在超導狀態下進行操作,有效傳導電流,沒有電阻消耗或能量損失。要達到這種結果,大約需要將磁體冷卻到零下271攝氏度,這個溫度比外太空的溫度還低。

由於這個原因,大部分加速器都與一個液態氦分流系統和其他裝置相連,這個液態氦分流系統是用來冷卻磁體的。

大型強子對撞機利用數千個種類不同,型號各異的磁體,給該加速器周圍的粒子束指引方向。這些磁體中包括15米長的1232雙極磁體和392四極磁體,1232雙極磁體被用來彎曲粒子束,392四極磁體每個都有5到7米長,它們被用來集中粒子流。在碰撞之前,大型強子對撞機利用另一種型別的磁體"擠壓"粒子,讓它們彼此靠的更近,以增加它們成功相撞的機會。

這些粒子非常小,讓它們相撞,就如同讓從相距10公里的兩地發射出來的兩根針相撞一樣。

這個加速器、它的儀器和技術方面的基礎設施的操作器,都安裝在歐洲粒子物理研究所控制中心的同一座建築內。在這裡,大型強子對撞機內的粒子流將在加速器環周圍的4個區域相撞,這4個區域與粒子探測器的位置相對應。

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