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强子对撞机有什么用,大型强子对撞机有什么危害

来源:整理 时间:2022-04-11 12:52:53 编辑:科技知识 手机版

大型强子对撞机是什么?能通俗的比喻一下吗?

大型强子对撞机是什么能通俗的比喻一下吗

大型强子对撞机,英语:Large Hadron Collider,缩写为:LHC,是一座位于瑞士日内瓦近郊欧洲核子研究组织的对撞型粒子加速器,作为国际高能物理学研究之用。大型强子对撞机已经建造完成,2008年9月10日开始试运转,并且成功地维持了两质子束在轨道中运行,成为世界上最大的粒子加速器设施。大型强子对撞机是一个国际合作计划,由世界各国的多个大学与科研机构以及近万名位物理学家参与设计、建造与研究。

它的经费一部分由欧洲核子研究组织会员国提供的年度预算提供,另有参与实验的科研机构提供的专用资金。大型强子对撞机建造于一个圆周为27公里的环形隧道内,该隧道位于地下约50至175米之间,重复利用了先前大型电子正子对撞机所使用的隧道。隧道直径三米,位于同一平面上,贯穿瑞士与法国边境,主体部分位于法国。这个设备的作用就是将受到强相互作用影响的亚原子粒子加速到接近光速,让它们相互撞击,通过观察撞击时产生的景象,分析微观领域的物理规律及现象。

它的目的主要是为了完善量子物理的标准模型,以解答量子物理中的那些未解之谜,比如什么是质量、暗物质暗能量的组成、反物质、空间的额外维度等等问题。你要一个通俗的比喻,我能想到的最恰当的比喻就是:大型强子对撞机就像是把一条磁悬浮高速铁路建成环形,让两列磁悬浮列车反向行驶,在环形轨道中不断循环加速,直到将其速度提高到所能达到的极限,然后让它们相撞,看看到底能撞出什么结果出来。

大型强子对撞机真的能将粒子加速到接近光速吗?有何意义?

大型强子对撞机是什么能通俗的比喻一下吗

可以接近光速,但是无法到达光速。其意义主要在于基础物理的研究。关于大型强子对撞机的情况我们可以参考欧洲大型强子对撞机,它是目前世界上能量最大的粒子加速器,可以为质子提供7兆兆电子伏特的能量,质子在加速环中的速度可以达到光速的99.9999991%,一秒钟绕周长为27公里的加速器转11245圈,虽然看似这个速度只和光速差0.0000009%,但是这个微小的差距确实一个永远无法逾越的鸿沟,根据爱因斯坦的相对论我们知道,任何有静止质量的物质都是无法达到光速的,质子虽然微小,但是它也是有静止质量的,大约为1.6726231 × 10^-27 kg。

当质子的速度达到99.9999991%光速时,其质量会有一定的增加,我们可以通过狭义相对论的质速关系公式简单计算一下,在达到99.9999991%光速时质子的质量大约是1.246682234666× 10^-19kg,这已经增加了8个数量级,但是若要再将速度提高0.0000009%倍光速,哪怕整个宇宙的能量都加上也是不够用的。

为什么需要如此快的速度呢?这其实也是建造对撞机的意义。对撞机可以将两束质子分别加速到7万亿电子伏特的极高能量状态,使其对撞能量达到14万亿电子伏特,这种极高的能量密度状态和宇宙大爆炸之初的状态非常相似,质子在这种速度下碰撞会“粉身碎骨”,更微观的结构与物质可以呈现在科学家面前,通过研究这个过程科学家可以了解宇宙与物质的本质问题,包括质量的本质、暗物质、宇宙起源、反物质、额外维度等问题。

LHC大型强子对撞机产生的高能粒子如果撞击人体会产生什么伤害?

大型强子对撞机是什么能通俗的比喻一下吗

其实真的有人被高能质子束穿过,而且还是穿过头部,然而人家还活的好好的。实话说现代的措施完善实验室中这种粒子打人的情况是几乎不可能见到的了。如果真要问会怎么样,可能有对身体造成不良影响,例如极大地增加癌变的几率等等。“享受”过高能质子束的他这位老司机叫阿纳托利·布戈尔斯基,是一名在前苏联国家高能物理研究所工作的一名普通的物理学家。

在1978年7月13日,苏联最大的粒子加速器U-70的时候有一个部件没有工作,出故障的原因是安全系统出了问题。当他把头探进去勘察情况时,一不小心把头卡在了高能质子束发射的路径上。结果就是瞬间被接近光速运动高能质子束爆头,他描述到“看到了比一千个太阳还要亮”的光,然而他却没有感到疼痛。。短时间内他的脸开始发肿,几天后脸部开始掉皮,他受到的辐射高达20万拉德,而一个普通人的致死剂量大约也只是600拉德左右。

然而最后的结果却是他活了下来,虽然他左耳完全失聪,左脸瘫痪,而且常常癫痫,但智力也没有受到影响。当然举这个例子不是说鼓励你没事让高能粒子束穿穿,这是一个特例。目前高能加速器的安全越来越完善,确保在开束流时,绝不可能有人在加速器坑道里。哪怕真丢在坑道里,束流运行前的警报响起来时,还有很多方法停止并逃出。

如果宇宙中某个事件或大型强子对撞机引发了真空衰变,会发生什么?

如果大型粒子对撞机引发真空衰变现象,就证明了道德经的科学理论是正确的,有生于无,宇宙能量不守恒,永动机将从不可能变为可能,世界将爆发第三次工业革命。在道德经中黑洞内部是空虚的,接近绝对真空环境,物质在决定真空中是不稳定的,会分解释放大量的能量。黑洞是宇宙之母,是宇宙的能量动力系统,是宇宙物质与能量的循环系统。

电子在真空管中会发生辉光放电现象,在这里能量是不守恒的,一个正电子和负电子湮灭释放一个光子,而电子在真空管中运动,没有湮灭还释放大量的光子,能量从哪得来的?从高维空间得到的吗?如果真空环境真的能从高维空间得到能量,那永动机就能够实现。一些粒子在真空管中运动,会凭空消失。如果从科学精神出现,不能把这个现象简单的解释为,粒子跑到高维空间去了。

发现物质不守恒现象就应该去检验看看,能量是否也发生不守恒现象。现代的科学思维习惯,宇宙物质和能量都是守恒的,但是从道德经的角度看待宇宙,宇宙也是需要新陈代谢的,宇宙的物质正在不断地更新之中,万物皆有灵性,新的恒星是诞生在星系中心的。而以星云坍塌诞生恒星理论,星系中心是古老恒星生存的地方,不可能再诞生出新的恒星,星系中心附近必定有新的物质来源,这些新的物质来源造成了宇宙膨胀现象。

建造大型强子对撞机的目的是什么?对科技技术的发展起着怎样的作用?

粒子物理的主要研究方法,就是用对撞机把粒子加速到非常高的能量,进行碰撞,让后通过分析碰撞的"碎片"来检验理论。杨振宁的时代是粒子物理的"黄金时代"。包括杨振宁在内的理论物理学家,通过研究已经发现的粒子的对称性质,提出了"标准模型"理论,预言了许多未知粒子的存在,这些粒子一个接着一个,全部都被能量越来越高的对撞机的碰撞实验找到了 (重点:全部找到了!)。

标准模型完美描述了已知的所有基本粒子。杨振宁所说的粒子物理"盛宴",就是在那个时代,只要对撞机能量足够高,就一定能找到标准模型预言的粒子,就一定能拿诺贝尔奖。标准模型理论获得巨大成功的同时,暗物质的存在表明应该还有标准模型之外的未知的粒子。最近几十年虽然不断有新的理论提出,但是都遇到非常大的问题:现有的对撞机没有找到新理论预言的粒子! 也就是说,和几十年前造对撞机有具体目标不同,现在理论物理学家不知道该找什么粒子了。

所以问题来了:要不要花巨大的资金,造更高能量的对撞机,连科学家自己都不知道能找到什么的情况下继续找?还是重新寻找思路,在理论上创新,摆脱对于超对称性近乎宗教信仰般的执着? 杨振宁的观点就是:用对撞机找粒子的辉煌时代已经过去,在理论没有新思路的时代,继续无底洞花钱瞎"摸索"、碰运气,是对纳税人的不负责任。

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