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加速器發明

發布時間:2021-09-06 15:44:11

發明的超級粒子加速器,是怎樣模擬逃離黑洞的

黑洞,是目前宇宙中,我們所知最強勁的超級引擎!它憑借著其無與倫比的強大引力,幾乎能碾壓撕裂世間萬物。犀利的引力作用下,哪怕是光也無法逃離,所以任何物體一旦靠近事件視界時,等待它們的命運只有一個結局——被吞噬、撕裂化為粒子,然後消失在黑洞深淵中……

Ⅱ 發明加速器有什麼意義

加速粒子到接近光速 然後轟擊
看有沒有新元素或者其他現象
高能物理研究
對宇宙起源也有指導意義

Ⅲ 迴旋加速器是哪國人發明的

美國的一個科學家

Ⅳ 誰知道世界上第一個發明迴旋加速器的是誰

迴旋加速器的發明者是美國著名物理學家、1939年諾貝爾物理學獎獲得者勞倫斯(Ernest Orlando Lawrence,1901-1958)。 他一生獲得了許多獎勵,其中比較重要的有富蘭克林研究所的Elliott Cresson獎章、 美國國家科學院院士的勛章獎、英國皇家學會的休斯勛章、法拉第獎章等等。共有13所美國和1所人英國大學(格拉斯哥)授予他博士學位。他是美國許多學術團體以及外國學會的成員。

Ⅳ 加速器發明的意義和對人類社會的作用

效率~~~

Ⅵ 目前世界上最大的粒子加速器是哪個國家發明的

目前世界上最大的粒子加速器是美國費密國立加速器實驗室的一台質子同步加速器,它可以把質子加速到500GeV(1GeV代表10億電子狀)。束流強度已達2×1013質子/脈沖。實際上這台大加速器是由4台加速器組成:750keV的預注入器,200MeV的直線加速器,8GeV的快速增強器和500GeV的主加速器。預注入器也叫高壓倍加器,是用來產生質子束流的低能強流加速器。質子從這里開始加速,把從離子源中引出的負氫離子加速到750keV;直線加速器,它由9節組成,總長約150米,安裝在地下隧道之中,它的作用是把預注入器中產生的束流加速到200MeV;束流從直線加速器出來,經中能輸運段,就來到快速增強器。這也是一個同步加速器,每秒鍾可加速15次。負離子注入時穿過一層薄膜,就剝去外層電子而成為質子。經多次加速後能量可達8GeV。然後引出束流向主加速器注入。主加速器直徑2千米,是截面為馬蹄形的混凝土隧道,鋪設在深約7米的地下。它的作用是把質子加速到高能量,完成最後的加速。正常運行能量為400GeV,最高能量達500GeV。計劃在主加速器上再造一個超導主加速器環,預計能量可提高到1000GeV。

Ⅶ 加速器的發展歷史

1919年英國科學家盧瑟福(E.Rutherford)用天然放射源中能量為幾個MeV、速度為米/秒的高速α 粒子束(即氦核)作為「炮彈」,轟擊厚度僅為0.0004厘米的金屬箔的「靶」,實現了人類科學史上第一次人工核反應。利用靶後放置的硫化鋅熒光屏測得了粒子散射的分布,發現原子核本身有結構,從而激發了人們尋求更高能量的粒子來作為「炮彈」的願望。
靜電加速器(1928年)、迴旋加速器(1929年)、倍壓加速器(1932年)等不同設想幾乎在同一時期提了出來,並先後建成了一批加速裝置。
粒子加速器
用人工方法產生高速帶電粒子的裝置。是探索原子核和粒子的性質、內部結構和相互作用的重要工具,在工農業生產、醫療衛生、科學技術等方面也都有重要而廣泛的實際應用。
自從E.盧瑟福1919年用天然放射性元素放射出來的a射線轟擊氮原子首次實現了元素的人工轉變以後,物理學家就認識到要想認識原子核,必須用高速粒子來變革原子核。天然放射性提供的粒子能量有限,只有幾兆電子伏特(MeV),天然的宇宙射線中粒子的能量雖然很高,但是粒子流極為微弱,例如能量為1014電子伏特( eV )的粒子每小時在 1平方米的面積上平均只降臨一個,而且無法支配宇宙射線中粒子的種類、數量和能量,難於開展研究工作。因此為了開展有預期目標的實驗研究,幾十年來人們研製和建造了多種粒子加速器,性能不斷提高。應用粒子加速器發現了絕大部分新的超鈾元素和合成的上千種新的人工放射性核素,並系統深入地研究原子核的基本結構及其變化規律,促使原子核物理學迅速發展成熟起來;高能加速器的發展又使人們發現包括重子、介子、輕子和各種共振態粒子在內的幾百種粒子,建立粒子物理學。近20多年來,加速器的應用已遠遠超出原子核物理和粒子物理領域,在諸如材料科學、表面物理、分子生物學、光化學等其它科技領域都有著重要應用。在工、農、醫各個領域中加速器廣泛用於同位素生產、腫瘤診斷與治療、射線消毒、無損探傷、高分子輻照聚合、材料輻照改性、離子注入、離子束微量分析以及空間輻射模擬、核爆炸模擬等方面。迄今世界各地建造了數以千計的粒子加速器,其中一小部分用於原子核和粒子物理的基礎研究,它們繼續向提高能量和改善束流品質方向發展;其餘絕大部分都屬於以應用粒子射線技術為主的「小」型加速器。
粒子加速器的結構一般包括 3個主要部分 :①粒子源,用以提供所需加速的粒子,有電子、正電子、質子、反質子以及重離子等等。②真空加速系統,其中有一定形態的加速電場,並且為了使粒子在不受空氣分子散射的條件下加速 ,整個系統放在真空度極高的真空室內。③導引、聚焦系統 ,用一定形態的電磁場來引導並約束被加速的粒子束,使之沿預定軌道接受電場的加速。所有這些都要求高、精、尖技術的綜合和配合。
加速器的效能指標是粒子所能達到的能量和粒子流的強度(流強)。按照粒子能量的大小,加速器可分為低能加速器(能量小於108MeV)、中能加速器(能量在108~109MeV)、高能加速器(能量在109~1012MeV)和超高能加速器(能量在1012MeV以上)。當前低能和中能加速器主要用於各種實際應用。
柯克羅夫特
1932年美國科學家柯克羅夫特(J.D.Cockcroft)和愛爾蘭科學家沃爾頓(E.T.S.Walton)建造成世界上第一台直流加速器——命名為柯克羅夫特-沃爾頓直流高壓加速器,以能量為0.4MeV的質子束轟擊鋰靶,得到α 粒子和氦的核反應實驗。這是歷史上第一次用人工加速粒子實現的核反應,因此獲得了1951年的諾貝爾物理獎。
愛爾蘭科學家沃爾頓
凡德格拉夫
1933年美國科學家凡德格拉夫(R.J.van de Graaff)發明了使用另一種產生高壓方法的高壓加速器——命名為凡德格拉夫靜電加速器。以上兩種粒子加速器均屬直流高壓型,它們能加速粒子的能量受高壓擊穿所限,大致在10MeV。
凡德格拉夫的實驗裝置
勞倫斯與迴旋加速器
奈辛(G.Ising)於1924年,維德羅(E.Wideroe)於1928年分別發明了用漂移管上加高頻電壓原理建成的直線加速器,由於受當時高頻技術的限制,這種加速器只能將鉀離子加速到50keV,實用意義不大。但在此原理的啟發下,美國實驗物理學家勞倫斯(E.O.Lawrence)1932年建成了迴旋加速器,並用它產生了人工放射性同位素,為此獲得了1939年的諾貝爾物理獎。這是加速器發展史上獲此殊榮的第一人。
由於被加速粒子質量、能量之間的制約,迴旋加速器一般只能將質子加速到25MeV左右,其原因就是隨著粒子的速度不斷的增加,其加速度和外力的關系不再適用牛頓運動定律,即高頻加速電場的頻率和迴旋頻率不再匹配;如將加速器磁場的強度設計成沿半徑方向隨粒子能量同步增長,則能將質子加速到上百MeV,稱為等時性迴旋加速器。
前蘇聯科學家維克斯列爾
為了對原子核的結構作進一步的探索和產生新的基本粒子,必須研究能建造更高能量的粒子加速器的原理。1945年,前蘇聯科學家維克斯列爾(V.I.Veksler)和美國科學家麥克米倫(E.M.McMillan)各自獨立發現了自動穩相原理,英國科學家阿里芳特(M.L.Oliphant)也曾建議建造基於此原理的加速器——穩相加速器。
美國科學家麥克米倫
自動穩相原理的發現是加速器發展史上的一次重大革命,它導致一系列能突破迴旋加速器能量限制的新型加速器產生:同步迴旋加速器(高頻加速電場的頻率隨倍加速粒子能量的增加而降低,保持了粒子迴旋頻率與加速電場同步)、現代的質子直線加速器、同步加速器(使用磁場強度隨粒子能量提高而增加的環形磁鐵來維持粒子運動的環形軌跡,但維持加速場的高頻頻率不變)等。
自此,加速器的建造解決了原理上的限制,但提高能量受到了經濟上的限制。隨著能量的提高,迴旋加速器和同步迴旋加速器中使用的磁鐵重量和造價急劇上升,提高能量實際上被限制在1GeV以下。同步加速器的環形磁鐵的造價雖然大大減少,但因橫向聚焦力較差,真空盒尺寸必須很大,造成磁鐵的磁極間隙大,依然需要很重的磁鐵,要想用它把質子加速到10GeV以上仍是不現實的。
1952年美國科學家柯隆(E.D.Courant)、李溫斯頓(M.S.Livingston)和史耐德(H.S.Schneider)發表了強聚焦原理的論文,根據這個原理建造強聚焦加速器可使真空盒尺寸和磁鐵的造價大大降低,使加速器有了向更高能量發展的可能。這是加速器發展史上的又一次革命,影響巨大。此後,在環形或直線加速器中,普遍採用了強聚焦原理。
美國勞倫斯國家實驗室1954年建成的一台6.2GeV能量的弱聚焦質子同步加速器,磁鐵的總重量為1萬噸。而布魯克海文國家實驗室33GeV能量的強聚焦質子同步加速器,磁鐵總重量只有4千噸。這說明了強聚焦原理的重大實際意義。
美國科學家李溫斯頓
美國科學家科斯特
以上主要介紹的是質子環形加速器,對電子加速器來說情況有所不同。1940年美國科學家科斯特(D.W.Kerst)研製出世界上第一個電子感應加速器。但由於電子沿曲線運動時其切線方向不斷放射的電磁輻射造成能量的損失,電子感應加速器的能量提高受到了限制,極限約為100MeV。電子同步加速器使用電磁場提供加速能量,可以允許更大的輻射損失,極限約為10GeV。電子只有作直線運動時沒有輻射損失,使用電磁場加速的電子直線加速器可將電子加速到50GeV,這不是理論的限度,而是造價過高的限制。
加速器的能量發展到如此水平,從實驗的角度暴露出了新的問題。使用加速器作高能物理實驗,一般是用加速的粒子轟擊靜止靶中的核子,然後研究所產生的次級粒子的動量、方向、電荷、數量等,加速粒子能參加高能反應的實際有用能量受到限制。如果採取兩束加速粒子對撞的方式,可以使加速的粒子能量充分地用於高能反應或新粒子的產生。
義大利科學家陶歇克
1960年義大利科學家陶歇克(B.Touschek)首次提出了這項原理,並在義大利的Frascati國家實驗室建成了直徑約1米的AdA對撞機,驗證了原理,從此開辟了加速器發展的新紀元。
現代高能加速器基本都以對撞機的形式出現,對撞機已經能把產生高能反應的等效能量從1TeV提高到10~1000TeV,這是加速器能量發展史上的又一次根本性的飛躍。

Ⅷ 電子加速器發明的意義和對人類社會的作用

加速器對人類社會的作用:可以用來原子核實驗、放射性醫學等。
意義:對人類醫學的發展起了重大作用。
基本簡介:
加速器是一種使帶電粒子增加速度(動能)的裝置。
加速器可用於原子核實驗、放射性醫學、放射性化學、放射性同位素的製造、非破壞性探傷等。粒子增加的能量一般都在0.1兆電子伏以上。加速器的種類很多,有迴旋加速器、直線加速器、靜電加速器、粒子加速器、倍壓加速器等。

Ⅸ 迴旋加速器是誰發明的

迴旋加速器的發明者是美國著名物理學家、1939年諾貝爾物理學獎獲得者勞倫斯
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Ⅹ 談談加速器發明的意義以及對人類社會的作用

在探究微觀粒子性質的過程中,加速器是產生和研究各種形形色色粒子的最好工具.早在20世紀30年代,勞倫斯(E.Lawrence,1901~1958)就發明了迴旋加速器;我國在1988年建成了北京正負電子對撞機.歐洲核子研究中心的正負電子對撞機是當今世界上能量最高的對撞機,其能量為100GeV,主加速器周長為27 km,目前正在建造的大型強子(質子-質子)對撞機能量高達16 TeV.
高能加速器的建造得益於科學技術的發展,如高真空技術、超導技術、計算機技術等.加速器在幫助人們進一步探索微觀粒子世界奧秘的同時,在人們的生產、生活中也有著重要的作用.20世紀40年代.電子加速器開始用於癌症的治療.粒子加速器還用於工業探傷、食品的防腐與保鮮、復合材料的生產以及醫療用品消毒等.

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