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對撞機什麼用


  
對撞機在粒子物理近40年激動人心的進展中嶄露頭角,已成為一種佔主導地位的高能加速器。20世紀發現的許多粒子,就是在對撞機上找到並加以研究的。

  
粒子物理學:研究比原子核更深層次的微觀世界中物質的結構、性質,和在很高能量下這些物質相互轉化及其產生原因和規律的物理學分支。又稱高能物理學。

  
粒子物理學的應用歷史的經驗証明,物質結構研究的每一進展都有重大的應用,粒子物理也不例外。為發展粒子物理而建造的加速器可用於工業探傷、海關檢查、水果蔬菜保鮮等。環形加速器發出的同步輻射可用於光刻、微型機械加工、光合作用、生化、生物物理等方面的研究。

  
實際應用舉例硅條探測器可用於癌變早期診斷。

  質子加速器可用於治癌(質子束聚焦在癌變處,質子停止時殺傷力最大,可保護健康細胞)。

  正電子斷層照象(PET)在醫療診斷和工業上多有廣泛應用。

  互聯網(internet)由於粒子物理研究的推動獲得巨大發展,現已經商業化……

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什麼是對撞機
  顧名思義,對撞機是一種讓某種東西在其中對撞的機器。在研究高能物理用的對撞機裡,對撞的可不是一般的東西,而是被加速到接近光速的微小粒子。因此,這裡說的對撞機就是加速帶電粒子並在其中進行對撞的加速器
為什麼需要大型對撞機更多>>>

  世界在足夠小和足夠大的尺度下(∼10±30cm),宏觀世界(天體物理)和微觀世界(粒子物理)具有統一的理論,即電、弱、強和引力相互作用“合四為一”。

  要探索更深層次的微觀世界,研究更微小的粒子,就需要更高能量的加速器。這就出現了一個有趣的現象:研究的對象愈微小,需要的設備愈龐大。
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對撞機家族

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國內外大型對撞機一覽

國家

名稱

類型

質心能量(GeV)

建成時間

美國

 CBX  e-e-,雙環  1.0  1963
 CEA  e+e-,單環  6.0  1971
 SPEAR  e+e-,單環  5.0  1972
 CESR  e+e-,單環  12  1979
 PEP  e+e-,單環  30  1980
 Tevatron
pp,雙環
 1800  1987
 SLC  e+e-,直線  100  1989
 PEP-II  e+e-,雙環  10.6  1999
 RHIC  重離子,雙環  200/u  1999

俄國

 VEP-1  e+e-,單環  0.26  1963
 VEPP-2  e+e-,單環  1.4  1973
 VEPP-4  e+e-,單環  14  1979

CERN

 ISR  pp,雙環  63  1971
 SppS  pp,單環  630  1981
 LEP  e+e-,單環  200  1989
 LHC  pp,雙環  14000  2007

德國

 DORIS  e+e-,雙環  6.0  1974
 PETRA  e+e-,單環  38  1978
 HERA  e-p,雙環  160  1992

意大利

 AdA  e+e-,單環  0.5  1962
 ADONE  e+e-,單環  3.0  1969
 DAFNE  e+e-,雙環  1.02  1997

法國

 ACO  e+e-,單環  1.0  1966
 DCI  e±e±,雙環  3.6  1976

日本

 Tristan  e+e-,單環  60  1986
 KEKB  e+e-,雙環  10.6  1999

中國

 BEPC  e+e-,單環  5.0  1988
對撞機分類更多>>>
· 對撞機一般按照對撞粒子的種類,分為:
 
電子對撞機(e+e-、e-e-或e±e±)
質子-質子(pp)對撞機
電子-質子對撞機
重離子對撞機


  若按照對撞機的形狀,又有環形(單環或雙環)與線形之分。

  從能量和規模看,第一台對撞機AdA 質心系能 量為0.5GeV,周長約4m,隻有桌面大小﹔而現代大 型加速器的質心系能量最高為14TeV,周長27公裡,整個設施猶如一座小城鎮,造價高達30億美元以上。



世界上第一台對撞機AdA
強子對撞機

·歐洲大型強子對撞機(LHC)是世界上最大的大型強子對撞機,位於日內瓦附近、瑞士和法國交界地區地下100米深處的環形隧道內,隧道總長約27公裡,隧道內安放了四個探測器和大型離子對撞機。中國參與了所有四個探測器的建造和實驗。

·
我要說

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北京正負電子對撞機更多>>>
  
北京正負電子對撞機(BEPC)是世界八大高能加速器中心之一。1988年10月16日,兩束正負電子在北京西郊一個羽毛球拍狀的巨型機器裡成功對撞,揭開了我國高能物理研究的新篇章。在穩定、高效地運行了15年后,北京正負電子對撞機於2003年圓滿完成了預定的科學使命。 北京正負電子對撞機重大改造工程(BEPCII)於2004年1月動工,歷時五年、耗資6.4億元,於2009年05月成功通過驗收,性能比改造前提高了30多倍,繼續保持了我國在國際高能物理研究上的優勢。
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