第367章 對撞實驗 (第2/3頁)
根據愛因斯坦的狹義相對論,一個物體的能量等於其質量乘以光速的平方(e=mc2),增加粒子能量實際上也增加了粒子的質量,所以,當質子離光速越來越近時,提高粒子動能所消耗的加速器能量會不斷增加。而現在這座超大型粒子對撞機的極限,就是將質子加速到0.倍光速。(總的來說,普通物體是不可能達到光速的,除非是在靜止狀態下沒有質量的光子等特殊粒子。)
而當質子被加速到接近光速時,除了具有極大的能量,還有神奇的事發生——時間變慢。利用這一原理,或許可以製造出時間機器。斯蒂芬·霍金教授曾經就指出,如果有一個與歐洲大型強子對撞機(lhc)效能相當的“人類加速器”,可以使乘客的速度接近光速的話,根據狹義相對論,對於同一段時間,機器之外的人覺得過了好幾年,但加速器內的乘客會感到只經過了幾天。當他們結束這次加速旅行時,會比其他人年輕許多。當然,這幾乎是不可能的事情,因為如果想要把一個100千克的物體加速到光速的99.9%,就需要使用1億億焦耳的能量,這代價太高了!
……
隨著時間的推移,兩束質子流已經完成了第一級加速,然後是第二級、第三級……每個質子的速度越來越快,達到了0.9倍光速、0.999倍光速……質子的能量也越來越高,質量也在緩緩增加……
這個時候的質子束是極其危險的,在1978年,前蘇聯國家高能物理研究所有一名叫做libugorski的普通物理學家被粒子加速器射出的高能質子束“爆頭”,當時,他“看到了比一千個太陽還要亮”的光,但是卻沒有感到疼痛。
幸運的是,他活了下來,不過高能質子束已經穿過他的臉,燒燬了他的骨頭,還損害了其下的腦組織,讓他左耳完全失聰,左臉癱瘓,而且常常癲癇發作。截至目前,他是世界上第一個也是唯一一個被粒子加速器射出的高能質子束爆頭的人。
經過一級一級的加速,兩束質子流的速度與光速的差距不斷縮小,最終在超級質子同步加速器中達到了這座大型粒子對撞機的極限——0.倍光速。
“碰撞即將開始!”
“探測器準備就緒!”
“量子計算機準備就緒!”
隨後,兩束向相反方向傳播的質子流迎面碰上,發生了激烈碰撞!根據預測,在一秒鐘內發生的碰撞次數會超過10億次!
一個個質子被撞得“粉身碎骨”,釋放出令人難以想象的能量,在一個極小的空間內產生比太陽中心熱10萬倍的高溫,即大約10萬億度,同時還有一場小型“宇宙大爆炸”上演,也有微型黑洞誕生,現有物理學理論認為,這就是在近140億年前宇宙形成的瞬間過程。不過,這一切持續的時間很短,比百萬分之一秒還要少,以人類的肉眼是觀察不到的,必須依靠探測器。
為了抽樣檢查和記錄每秒多達10億次的質子相撞結果,未來科技公司已經制造了測量粒子的精確度是奈米的龐大儀器,而且還為超大型粒子對撞機配備了先進的電子觸發系統,它測量粒子經過時所用時間的精確度,大約是六十億分之一秒。這個觸發系統在確定粒子的位置時,精確度可達十億分之一米。這種令人難以置信的快速和精確反應,是確保一個探測器連續層內記錄的粒子保持一致的基礎。沒有這些技術,就無法獲得精確的資料,會給研究帶來很大的困難!
而為了這些龐大的資料,未來科技公司還準備了一臺80個量子位的量子計算機,以及上千名物理學家,由此可見,科學研究是極其燒錢的,除了錢多的沒地方花的未來科技公司,其他國家或公司就算有相應的技術,也不一定捨得投入!
探測器將採集到的資料傳輸到量子計算機後,科學家們並沒有立刻開始研究,而
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