糊口中我们经常会碰见两个质量物体彼此碰撞的现象 , 例如重物失落落地面、两个汽车相撞 , 相撞的刹时会使得两个物体所拥有的动能降为0;
我们知道能量不会凭空消逝 , 它们会转化当作热能 , 还有别的一种形式的机械能释放出来 , 这时我们就会看到碰撞现场火花四溅、物体分化的稀碎 。
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从日常糊口中的碰撞事务 , 可以看出来两个物体以高速相撞是一次能量转化的过程 , 并且还会粉碎原有物质的布局 , 使得我们发现构成物质更小的单位 。
是以在科学界我们经常会利用两个亚原子粒子 , 把它们加快到很是高的速度(接近光速) , 例如质子或者电子 , 然后让它们彼此碰撞;
在能量释放刹时 , 我们就可以操纵紧密的粒子探测器来探测和记实亚原子粒子在相撞的时辰 , 被分化当作的最小物质单位 , 以及能量在释放的过程中经由过程M=E/c^2可能创生出来的新粒子 。
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这就是高能物理所干的事 , 不断的撞击高能粒子 , 不竭的提高碰撞时的动能 , 不仅能让我们发现可能存在的新粒子 , 还能让我们发现可能存在的新的物理纪律 , 对我们理解宇宙的构成、以及降生至关主要 。
今朝宿世界上最强的粒子加快器就是欧洲的大型强子对撞机 , 它加快的粒子是质子 , 因为质子带正电 , 所以科学家就可以经由过程一个不竭转变的电场来给质子加快;
因为带电粒子在磁场中活动的时辰 , 会受到一个与活动偏向垂直的洛伦兹力 , 使得带电粒子做圆周活动 , 所以科学家可以操纵一个跟着带电粒子活动速度增添 , 而加强的磁场来将质子节制在大小不变的圆环内 。
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这就是大型强子对撞机加快质子的道理 , 今朝我们可以将质子加快到299,792,455米/秒 , 这个速度只比光速少了3m/s , 可以看出已经和光速相差无几了 。
可是就是这3m/s的速度是人类拥有都无法越过的鸿沟 , 因为这是相对论所不许可的 , 我们只能无限的迫近光速 , 而无法达到光速 。
那您又没有想过一个和光速如斯接近的质子 , 所拥有的能量高达7 TeV (兆兆电子伏特) , 若是这样的粒子撞到人呢?会怎么样?
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阿纳托利·布戈尔斯基是一位俄罗斯的物理学家 , 它在36岁的时辰就遭遇了一次被高能质子束爆头的惨剧 。 不外幸运的是他活了下来 , 这的确就是一个古迹 。
1942年6月25日阿纳托利出生在俄罗斯 , 1978年 , 他起头在普罗特维诺高能物理研究所做研究员 , 这个研究所那时有一个质子加快器U-70 , 坐着跟今天LHC同样的工作 。
1978年7月13日阿纳托利按照往常一样对加快器进行例行查抄和维护 , 但他健忘打开平安装配就将头伸进了高能粒子的加快圆环之中;
这时加快器俄然启动 , 他在刹时就被路径上的高能质子束“爆头”;
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不外我们需要知道的是 , 高能质子撞击人体并不会与人体发朝气械碰撞 , 而是会刹时穿透人体 , 因为人是由原子构成的 , 而质子要比原子的尺寸小了良多 , 它只是原子核中的一个构成粒子 。
所以高能质子会刹时穿透人体 , 而穿透阿纳托利的质子是从他左侧的后脑勺进入的 , 然后从他鼻子的左边出来的 。
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