1900:游走在欧洲的物理学霸 第982节

  “加速后的带电粒子继续做圆周运动,经过间隙时,将再次被加速。”

  “这个过程将一直往复运行下去,直到粒子的速度足够大,其运动半径超出环形外壳的范围。”

  “这时,将带电粒子沿着螺旋形轨道从仪器中引出,就能得到一个加速粒子。”

  “这就是我设计的回旋加速器。”

  “它只需要很小的体积,就能实现和直线加速器同等的加速效果。”

  “而且如果增大回旋加速器的半径,那么带电粒子的加速次数就能增大,最终速度也会更高。”

  “同体积的回旋加速器,将产生远远超过直线加速器的加速能力!”

  嘶!

  房间内众人倒吸一口冷气!

  回旋加速器的想法实在太巧妙了!

  简直可以用“巧夺天工”来形容。

  “天啊!”

  “回旋加速器比直线加速器好太多了!”

  “我怎么感觉它可以无限加速?”

  考克饶夫神色动容。

  他果然猜对了布鲁斯教授的想法。

  “利用磁场约束转向,利用电场持续加速。”

  “回旋加速器是电场和磁场最完美最和谐的搭配设计。”

  “如此一来,带电粒子将被加速到一个不可思议的速度!”

  当然,考克饶夫知道回旋加速器也存在极限。

  那是因为狭义相对论的存在!

  他回答众人的疑问:

  “回旋加速器也不能无限加速。”

  “因为根据狭义相对论,带电粒子的速度越高,它的质量就会越大。”

  “粒子的绕行半径也增大,会超出磁场的范围,就不能通过电场间隙加速了。”

  “当然,有一点毋庸置疑,回旋加速器的限制再大,其加速能力肯定超过直线加速器。”

  众人恍然大悟。

  考克饶夫果然不愧是加速器领域的专家,一眼就看出回旋加速器的问题所在。

  李奇维看着考克饶夫,点点头,表示欣赏。

  不过,他接着笑道:

  “这个问题也好解决。”

  “只要同时增大磁场的强度即可。”

  “这样可以保证不同速度的带电粒子的绕行半径都一样。”

  “不过,这一切都要看真实的需求。”

  “有些东西是没必要的。”

  “根据你想得到的最终速度,就能反推出回旋加速器的尺寸。”

  考克饶夫激动地点点头。

  实验物理追求的是有用,而不是完美。

  在场虽然有很多硕士生博士生,但他们都是同龄人中的佼佼者,自然都能理解布鲁斯教授的解释。

  回旋加速器的原理很简单,没有复杂的结构设计。

  但是能第一个想到这种设计的人,绝对是天才中的天才。

  真实历史上,回旋加速器的概念和理论由美国物理学家劳伦斯在1929年提出。

  仅仅两年半之后,他就和自己的学生一起,建造了世界上第一台回旋加速器。

  该加速器的直径只有12厘米,甚至可以直接被拿在手里。

  但是它的加速粒子能量却可以达到0.8MeV(兆电子伏特)。

  这个能量已经和动辄几米大小的直线加速器的加速能量持平了。

  由此可见,回旋加速器的优势多么显著。

  这里要解释下【eV】这个单位。

  它表示1个电子经过1V的电位差加速后所获得的动能,换算成标准能量单位焦耳,大约是1eV=1.6×10^-19J。

  1MeV=1000000eV。

  那么这个能量到底有多大呢?

  形象理解,空气中分子的动能约为0.03eV,核爆中带电粒子的动能在0.3~3MeV之间。

  所以,一台仅仅12厘米的回旋加速器,却产生了相当于核爆级的推动力。

  不可思议!

  后世,在2008年之前,世界上最大的回旋加速器是美国费米实验室的Tevatron加速器。

  它的周长达到了惊人的6.3千米,建在地下约7米深的隧道内。

  该加速器可以将质子的能量加速到恐怖的0.98TeV(太电子伏特)。

  1TeV=1000GeV=1000MeV。

  0.98TeV的质子,差不多是核爆粒子能量的1百万倍。

  这个能量下的质子,它的速度已经无限接近于光速了。

  但Tevatron加速器依然不是回旋加速器的极限!

  直到“它”出世了!

  此刻,李奇维简单地计算出回旋加速器的加速能量和尺寸,并且和直线加速器对比。

  全场再次沸腾了!

  “天啊!”

  “只有巴掌大的回旋加速器,它的加速能力竟然超过了考克饶夫那台巨无霸!”

  “这也太牛逼了吧!”

  “如果要是把直径继续增大,那岂不是能让粒子的速度无限接近光速了?”

  “这绝对是最牛逼的轰击实验!”

  “.”

  卢瑟福神色震动。

  布鲁斯这一次带给他的震撼,甚至比去年的布鲁斯会议还要更甚。

  因为今天是涉及到了他的专业领域:核物理!

  回旋加速器的出现,让卢瑟福感受到了一丝危机。

  可以想象,这台仪器必然会引发核物理领域的震荡。

  有了更强的能量,关于原子核的研究必然会出现更多新的成果。

  换句话说,仪器的强大有可能拉低科研人员之间本身智商的差距。

  好比玄幻小说中,主角拿个神器就能斩杀远比他强大的敌人。

  “看来要把对回旋加速器的研究立刻提上日程了。”

  考克饶夫兴奋之后,脸上露出一丝苦笑。

  他的雄心壮志还未实现,发明的仪器就已经开始落伍了。

  “难怪人家说,普通人一辈子的努力,只是为了给天才节省一个下午的时间。”

  “布鲁斯教授的回旋加速器,或许会取代我的直线加速器。”

  恰巧这时,有人狂热地问道:

  “布鲁斯教授,您为什么会研究加速器?难道是准备进入实验物理领域吗?”

  哗!

  众人瞬间瞪大双眼。

  这可是一个了不得的消息!

  众所周知,布鲁斯教授进入哪个领域,哪个领域的发展就会产生质的飞跃!

  天文学已经给出了最好的例子。

  现在,随着相对论和量子力学的相继完善,理论物理的荒漠越来越少了。

  “或许布鲁斯教授耐不住寂寞,想要换个领域挑战自己。”

  李奇维闻言,微微一笑,说道:

  “不。”

  “我只是非常关注核物理的发展而已。”

  “我本人并不会亲自参与其中的研究。”

  “之所以提出回旋加速器的概念,是有别的理由。”

  “我在婆罗洲科学之城建立了一所原子研究院。”

  “钱五师、于隐等人都在那里工作。”

  “此前在好几次会议上,我都表达了对核物理未来的乐观态度。”

  “所以我投入重金打造了这个研究院,也是希望能为核物理贡献一份力量。”

  “于隐在研究直线加速器时,他也遇到了同样的局限性,并写信请求我帮忙改进。”

  “于是,就有了回旋加速器的概念。”

  “顺便提一下,这个事情我甚至都还没有告诉于隐呢。”

  “今天是我首次分享出来,你们也是第一批听到的人。”

  “怎么样,我很给你们卢瑟福导师面子吧。”

  哗!

  众人无不震撼!

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