旋转加速器也就是所谓的回旋加速器,它通过电磁场来加速粒子,轨道是一个圆形,例如目前全球最大的粒子对撞机lhc的同步加速器就是这一类。
直线加速器则是一条直线,它利用电磁场和电子阱来加速粒子。
直线加速器的历史最早可以追溯到1931年,当时范德格拉夫发明了静电加速器,质子能量可以达到1.5mev。
不过串列式加速器的历史就要晚很多了,直到负离子源和原子的剥离技术取得成功之后,全球才发明了第一台串列加速器。
如果把静电加速器看成华为mate30,那么串列静电加速器就是mate30的pro版本。
而为什么要说pick串列加速器很特殊呢?
因为在这架加速器生产出来之前,全球最高能级的串列加速器只有13.4mev。
当时处于13.4mev这个档位的设备大概有七八台吧,都是在10-13这个区间磨磨蹭蹭。
结果剑桥大学不知道抽了啥风,愣是搞出了这架可以达到80mev的加速器……
这还没完呢。
这台加速器还是人类历史上第一个发现w及z玻色子、第一个验证了j粒子、第一个完成了磁场聚焦的设备。
某种意义上来说。
这台加速器就相当于乔布斯当年推出的iphone4,揭开了一个全新领域的序幕。
可惜2023年的时候这架加速器早就退役不知道多少年了,徐云对它是只闻其名而无法一睹真容。
因此眼下这台加速器出现在了自己面前,徐云没点好奇那是不可能的。
而就在徐云观察着这架加速器的时候,一旁的李觉像是个好奇宝宝似的举起了手:
“忠尧同志,我有个问题啊……你们说的这个粒子加速器,到底是怎么加速那些粒子的?”
“我之前听光达他们做链式分析的时候说过,粒子的寿命普遍很短,那你们又是怎么保证粒子可以持续存在的?”
听到李觉这番话。
赵忠尧和身边的王淦昌对视一眼,二人的脸上同时露出了些许笑容。
作为基地实验部的负责人,王淦昌过去没少听人问过这个问题。
随后赵忠尧朝王淦昌做了个‘你说吧’的眼神,王淦昌便给李觉做起了科普:
“李厂长,你所说的粒子寿命,实际上指的是粒子在空气中的存在时间。”
“咱们粒子加速器中的粒子主要来自离子源,通过注入器注入加速管道进行高速运动,在它们衰变之前就可以完成实验了。”
“从负离子源产生负离子束,经过预加速、分析磁铁注入串列加速器的一根加速管,由于加速器的高压电极为正高压,对负离子产生吸引力,粒子朝高压电极方向被加速一次。”
“当负离子进到高压电极内部时,经过电荷剥离器转变为带有n个电荷单位的正离子,而后正离子进入第二根加速管中,又受到正高压的排斥力,第二次被加速。”
“两次加速后的粒子获得了足够的能量,同时寿命又没有超过衰变时长,实验自然就能完成了。”
一旁的徐云闻言,亦是赞同的点了点头。
粒子寿命。
这其实是粒子加速器中很容易产生误区的一个概念。
例如徐云上辈子写小说的时候恰好也写到了六十年代加速器的情节,于是就有读者老爷表示了困惑——在当时的科技水平下,粒子是怎么被保存下来的?
这其实是个非常严重的错误,哪怕是在徐云穿越来的2023年,大多数粒子也做不到能够长期保存。
注意,这里的【长期】可不是几天或者几个小时,而是以秒为计。
像徐云能把孤点粒子延寿到四个小时以上,这已经是极其极其难得的事儿了,大概也就在小说里能见到吧……
几乎所有粒子加速器使用的粒子都不是用的存货,而是通过各种手段实时生成的粒子。
所以哪怕是眼下这个时代的粒子加速器,也不存在什么粒子运输存储的问题——不是技术不成熟,而是根本就没这个概念。
听完王淦昌的解释,李觉也似懂非懂的摸了摸下巴:
“原来如此……我懂了,合着是这么回事啊……”
徐云身边的老郭斜睥了李觉一眼,你就可劲儿装吧你……
随后赵忠尧又引着众人来到了左侧的墙边,这面墙上赫然挂着一幅比较简易的加速器构造图。
赵忠尧从一旁的桌子上顺手拿起了根鸡毛掸子,当做教鞭对着图纸做起了介绍:
“各位同志,这是剑桥方面配套送来的加速器构造图,我们也是按照这张图示进行的组装。”
“这架串列式加速器属于水平式直线加速器,结构是高压发生器配上离子源、加速管、分析器、电压稳定和控制系统以及真空系统。”
“加速器的端电压为15兆伏,高压发生器高度3.2米,加速管长度17.6米。”
“高压发生器内有绝缘性能良好的高压气体,绝缘支柱上均装有分压环及电晕针组件等部件。”
“在整个加速过程中,首先将由正离子源产生的正离子束,要通过电荷中和管道变成中性束,注入负高电压电极的两级串列加速器,在第一根加速管不加速。”
“当粒子到达高压电极内部时,通过添加电子孔道,中性束变成负离子束,在第二根加速管中完成第一次加速,后两次加速由一台正高压电极的两级串列加速器来完成任务。”
看着侃侃而谈的赵忠尧,徐云的眉头却是微不可查的一皱。