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对撞机什么用


  
对撞机在粒子物理近40年激动人心的进展中崭露头角,已成为一种占主导地位的高能加速器。20世纪发现的许多粒子,就是在对撞机上找到并加以研究的。

  
粒子物理学:研究比原子核更深层次的微观世界中物质的结构、性质,和在很高能量下这些物质相互转化及其产生原因和规律的物理学分支。又称高能物理学。

  
粒子物理学的应用历史的经验证明,物质结构研究的每一进展都有重大的应用,粒子物理也不例外。为发展粒子物理而建造的加速器可用于工业探伤、海关检查、水果蔬菜保鲜等。环形加速器发出的同步辐射可用于光刻、微型机械加工、光合作用、生化、生物物理等方面的研究。

  
实际应用举例硅条探测器可用于癌变早期诊断。

  质子加速器可用于治癌(质子束聚焦在癌变处,质子停止时杀伤力最大,可保护健康细胞)。

  正电子断层照象(PET)在医疗诊断和工业上多有广泛应用。

  互联网(internet)由于粒子物理研究的推动获得巨大发展,现已经商业化……

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什么是对撞机
  顾名思义,对撞机是一种让某种东西在其中对撞的机器。在研究高能物理用的对撞机里,对撞的可不是一般的东西,而是被加速到接近光速的微小粒子。因此,这里说的对撞机就是加速带电粒子并在其中进行对撞的加速器
为什么需要大型对撞机更多>>>

  世界在足够小和足够大的尺度下(~10±30cm),宏观世界(天体物理)和微观世界(粒子物理)具有统一的理论,即电、弱、强和引力相互作用“合四为一”。

  要探索更深层次的微观世界,研究更微小的粒子,就需要更高能量的加速器。这就出现了一个有趣的现象:研究的对象愈微小,需要的设备愈庞大。
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视频
对撞机家族

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国内外大型对撞机一览

国家

名称

类型

质心能量(GeV)

建成时间

美国

 CBX  e-e-,双环  1.0  1963
 CEA  e+e-,单环  6.0  1971
 SPEAR  e+e-,单环  5.0  1972
 CESR  e+e-,单环  12  1979
 PEP  e+e-,单环  30  1980
 Tevatron
pp,双环
 1800  1987
 SLC  e+e-,直线  100  1989
 PEP-II  e+e-,双环  10.6  1999
 RHIC  重离子,双环  200/u  1999

俄国

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

CERN

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

德国

 DORIS  e+e-,双环  6.0  1974
 PETRA  e+e-,单环  38  1978
 HERA  e-p,双环  160  1992

意大利

 AdA  e+e-,单环  0.5  1962
 ADONE  e+e-,单环  3.0  1969
 DAFNE  e+e-,双环  1.02  1997

法国

 ACO  e+e-,单环  1.0  1966
 DCI  e±e±,双环  3.6  1976

日本

 Tristan  e+e-,单环  60  1986
 KEKB  e+e-,双环  10.6  1999

中国

 BEPC  e+e-,单环  5.0  1988
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· 对撞机一般按照对撞粒子的种类,分为:
 
电子对撞机(e+e-、e-e-或e±e±)
质子-质子(pp)对撞机
电子-质子对撞机
重离子对撞机


  若按照对撞机的形状,又有环形(单环或双环)与线形之分。

  从能量和规模看,第一台对撞机AdA 质心系能 量为0.5GeV,周长约4m,只有桌面大小;而现代大 型加速器的质心系能量最高为14TeV,周长27公里,整个设施犹如一座小城镇,造价高达30亿美元以上。



世界上第一台对撞机AdA
强子对撞机

·欧洲大型强子对撞机(LHC)是世界上最大的大型强子对撞机,位于日内瓦附近、瑞士和法国交界地区地下100米深处的环形隧道内,隧道总长约27公里,隧道内安放了四个探测器和大型离子对撞机。中国参与了所有四个探测器的建造和实验。

·
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北京正负电子对撞机更多>>>
  
北京正负电子对撞机(BEPC)是世界八大高能加速器中心之一。1988年10月16日,两束正负电子在北京西郊一个羽毛球拍状的巨型机器里成功对撞,揭开了我国高能物理研究的新篇章。在稳定、高效地运行了15年后,北京正负电子对撞机于2003年圆满完成了预定的科学使命。 北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCII)于2004年1月动工,历时五年、耗资6.4亿元,于2009年05月成功通过验收,性能比改造前提高了30多倍,继续保持了我国在国际高能物理研究上的优势。
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