科學家要造直徑1米的微型粒子加速器
- 發佈時間：2015-06-05 01:30:48 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京6月4日電 （記者王小龍）大型強子對撞機（LHC）是目前世界上最大的粒子加速器，它橫跨法國、瑞士兩國邊境，位於一條直徑8.66公里、周長27公里的環形隧道中，其對撞能量已經達到了13TeV（萬億電子伏特）。超大的體量、超高的對撞能量，使LHC成為人類揭開宇宙起源奧秘的一個研究利器。但也有科學家反其道而行之，提出了一種直徑只有1米的環形加速器的設想，而這種微型粒子加速器也有其獨特的用途，或將填補高能粒子加速器留下的研究空白。相關論文發表在最新出版的《新物理學》雜誌上。
提出這一設想的荷蘭阿姆斯特丹自由大學和英國牛津大學的物理學家稱，包括LHC在內的絕大多數粒子加速器的目的是讓粒子在非常高的能量下發生碰撞，但是在低能量碰撞下也會産生一些實驗數據。新的加速器就旨在填補這一空白。這種緊湊型加速器可以讓氫原子以每秒600米的速度移動，並在加速器中與多種不同類型的中性原子或分子發生碰撞。
研究人員稱，這個加速器將由40個混合電磁六極透鏡組成，由此産生的碰撞能量將低於8.6MeV（兆電子伏特），比LHC最高的對撞能量低15個數量級。
論文共同作者、阿姆斯特丹自由大學的亨德里克·貝特萊姆博士説，到目前為止，很少有實驗能獲得低於8.6MeV的數據。這種磁性同步加速器為研究氫原子與其他多種原子及分子在低能量條件下的碰撞提供了可能。
這種磁性同步加速器的優勢是，它能夠在較高的速度（600米/秒）下存儲氫原子，這使其與其他設備相比具備更高的敏感性。這樣研究人員就能讓氫原子與幾乎任何類型的原子或分子進行碰撞。這種低能量碰撞對改善天體物理學模型而言將特別有用，將使這方面的實驗不再局限于氫，還可以包括一氧化碳、氦、氨以及宇宙中存在的其他氣體。同步加速器將被用來記錄它們在特定溫度下的碰撞過程，這將使科學家能夠以更高的精度來獲得宇宙中各種氣體星雲的化學模型。
下一步，研究人員將著手建造這種同步加速器。因為目前人們對這種低能量的碰撞還知之甚少，研究人員稱新的加速器或許能帶來一些新的發現。
總編輯圈點
一提到粒子加速器，行內的人多半會想到LHC，因為它夠大，在業界太出名。事實上，小型加速器的數量遠遠多於大型加速器。各種品類的小型加速器或許對發現什麼新定律不那麼在行，但它們卻是工業、醫療等領域上的好助手。為什麼要用小加速器呢？很簡單，大的更貴，更不穩定。所以加速器能用小的就用小的，能用簡單的就用簡單的。就好像天氣熱吹個電扇空調就好了，沒必要上液氮製冷系統吧。
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