第614章 万有理论的希望！环婆罗洲粒子对撞
第614章 万有理论的希望！环婆罗洲粒子对撞机！撞出物理学的未来！轰！
会议室内。
在众人的震惊下，李奇维的声音随之响起：
“回旋加速器的构造原理如图所示。”
“首先，放置一个均匀磁场，带电粒子进入其中后，由于受到洛伦兹力，就会进行圆周运动。”
“接着，在圆形平面内，带电粒子每次经过同样的地方时，将越过一个加速间隙。”
“间隙里有一个均匀可变电场，它的变化频率与带电粒子的速度匹配，确保粒子每次经过时，都能被加速。”
“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=1.6x10^-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！
今天竟然是布鲁斯教授首次分享回旋加速器概念。
这也太荣幸了！
卢瑟福骄傲地抬起头，雄伟地扫视一圈，意思是说：
“小伙子们，都看到了吧。”
“跟着卢教授混，三天震九次！”
沃尔顿感慨道：
“天啊！”
“布鲁斯教授和卢瑟福教授的关系也太好了吧。”
“怪不得大家都想挤破头进入卡文迪许实验室。”
“这里的资源不是其它实验室能比拟的。”
沃尔顿才来卡文迪许半年多的时间。
但是他已经体会到顶级实验室和普通实验室的区别了。
经常有物理大佬在这里举行演讲和讲座。
每次他都获益匪浅。
而今天，布鲁斯教授的演讲更是让他大开眼界。
不过，当沃尔顿看到好大哥考克饶夫的表情后，心中不是滋味。
于是，他鼓足勇气，大胆地问道：
“布鲁斯教授，您提出回旋加速器概念后，是不是意味着直线加速器就要被淘汰了。”
考克饶夫心中一动，他自己并不好意思提出这个问题，有点自负和卖弄的嫌疑。
李奇维闻言，笑道：
“不。”
“绝对不是。”
“先不谈回旋加速器的制造难度，它肯定比直线加速器复杂很多倍。”
“能不能造出稳定的仪器还是未知。”
“直线加速器在某些特殊场合也有自己的优势。”
“比如，它可以同时对大量粒子进行加速，粒子之间互不影响。”
“而且至少在现阶段看来，只要增大尺寸，现有的直线加速器在研究原子核时应该是够用的。”
“两者没有效果上的本质差别。”
“所以，考克饶夫博士，你不需要担心自己的努力白费。”
考克饶夫差点感动地要哭了。
布鲁斯教授也太温柔了。
对方就像一位慈爱的前辈，关心年轻一辈，让他们不要轻易被现实打击到。
考克饶夫重重地点头，投去感激的目光。
李奇维继续说道：
“不管别人怎么样。”
“我想利用回旋加速器做的事情，不是单纯撞击原子核那么简单。”
“我曾在第二届布鲁斯会议上说过，未来或许会出现一门新的分支，叫粒子物理。”
“什么意思呢？”
“我认为世界上的基本粒子，远远不止质子、中子、电子这几种。”
“肯定还存在一些未知的粒子，比如反粒子等。”
“它们也是组成物质世界的基本单位。”
“既然我们在地球上找不到，那么就自己造出来！”
“通过回旋加速器产生的强大能量，让两个粒子进行对撞，看看是否能产生新的粒子。”
“这或许是回旋加速器最大的作用！”
轰！
全场骇然！
所有人都被布鲁斯教授那通天彻地的霸气所折服！
“上帝啊！”
“这就是当世第一的伟大吗？”
“我们还在研究原子核呢，布鲁斯教授已经开始思考另外的粒子了。”
“他老人家甚至想人工创造出新粒子！”
“这是神灵才有的手段吧！”
“恐怖如斯！”
哪怕是卢瑟福、哈恩等人，也被震撼的目瞪口呆！
这是何等的大宏愿！大手段！大气魄！
李奇维看着众人震惊的表情，心中豪情万丈。
他要利用回旋加速器建造大名鼎鼎的粒子对撞机！
号称斥资上千亿的粒子对撞机，其核心基础就是回旋加速器。
之前说到，在08年之前，世界上最大的加速器是tevatron加速器。
但08年之后，大型强子对撞机，简称lhc，面世了！
它直接取代了tevatron加速器的第一名头。
lhc的总长达到了更惊人的27千米，横贯瑞士和法国两国的边境，隧道深埋在地下100米处。
它能把质子的动能加速到7tev，足足是tevatron加速器的7倍！
恐怖如斯！
lhc至今仍然是世界上最大的回旋加速器！
来自100多个国家的上万名科学家，参与其中的研究。
不过这一世，李奇维的野心更大！
他要建造远超lhc的洪荒级超级对撞机！
“环婆罗洲粒子对撞机！”
顾名思义，它的隧道将沿着婆罗洲这个世界第三大岛一圈。
哪怕按照半径500千米计算，环婆罗洲粒子对撞机的周长也将达到史无前例的3000千米。
这是一个无法想象的长度！
连lhc都能轰出几百种新粒子，补全粒子物理基本模型。
环婆罗洲粒子对撞机能轰出什么可怕的东西，李奇维也不知道。
毕竟哪怕是他的前世，也做不到这一步。
说不定直接轰出一个黑洞，瞬间吞噬地球，那乐子就大了。
但李奇维却不得不这么做！
因为他的万有理论遇到一个瓶颈，必须找到一种非常奇特的基本粒子！
但这个粒子在后世根本没有出现过，连猜想都没有。
李奇维也是通过研究万有理论，才发现这个粒子的神秘踪迹！
所以，他一定要把这个关键粒子撞出来！
这才是李奇维建造对撞机的终极梦想！
他要撞出物理学的未来！
轰！
(本章完)
会议室内。
在众人的震惊下，李奇维的声音随之响起：
“回旋加速器的构造原理如图所示。”
“首先，放置一个均匀磁场，带电粒子进入其中后，由于受到洛伦兹力，就会进行圆周运动。”
“接着，在圆形平面内，带电粒子每次经过同样的地方时，将越过一个加速间隙。”
“间隙里有一个均匀可变电场，它的变化频率与带电粒子的速度匹配，确保粒子每次经过时，都能被加速。”
“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=1.6x10^-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！
今天竟然是布鲁斯教授首次分享回旋加速器概念。
这也太荣幸了！
卢瑟福骄傲地抬起头，雄伟地扫视一圈，意思是说：
“小伙子们，都看到了吧。”
“跟着卢教授混，三天震九次！”
沃尔顿感慨道：
“天啊！”
“布鲁斯教授和卢瑟福教授的关系也太好了吧。”
“怪不得大家都想挤破头进入卡文迪许实验室。”
“这里的资源不是其它实验室能比拟的。”
沃尔顿才来卡文迪许半年多的时间。
但是他已经体会到顶级实验室和普通实验室的区别了。
经常有物理大佬在这里举行演讲和讲座。
每次他都获益匪浅。
而今天，布鲁斯教授的演讲更是让他大开眼界。
不过，当沃尔顿看到好大哥考克饶夫的表情后，心中不是滋味。
于是，他鼓足勇气，大胆地问道：
“布鲁斯教授，您提出回旋加速器概念后，是不是意味着直线加速器就要被淘汰了。”
考克饶夫心中一动，他自己并不好意思提出这个问题，有点自负和卖弄的嫌疑。
李奇维闻言，笑道：
“不。”
“绝对不是。”
“先不谈回旋加速器的制造难度，它肯定比直线加速器复杂很多倍。”
“能不能造出稳定的仪器还是未知。”
“直线加速器在某些特殊场合也有自己的优势。”
“比如，它可以同时对大量粒子进行加速，粒子之间互不影响。”
“而且至少在现阶段看来，只要增大尺寸，现有的直线加速器在研究原子核时应该是够用的。”
“两者没有效果上的本质差别。”
“所以，考克饶夫博士，你不需要担心自己的努力白费。”
考克饶夫差点感动地要哭了。
布鲁斯教授也太温柔了。
对方就像一位慈爱的前辈，关心年轻一辈，让他们不要轻易被现实打击到。
考克饶夫重重地点头，投去感激的目光。
李奇维继续说道：
“不管别人怎么样。”
“我想利用回旋加速器做的事情，不是单纯撞击原子核那么简单。”
“我曾在第二届布鲁斯会议上说过，未来或许会出现一门新的分支，叫粒子物理。”
“什么意思呢？”
“我认为世界上的基本粒子，远远不止质子、中子、电子这几种。”
“肯定还存在一些未知的粒子，比如反粒子等。”
“它们也是组成物质世界的基本单位。”
“既然我们在地球上找不到，那么就自己造出来！”
“通过回旋加速器产生的强大能量，让两个粒子进行对撞，看看是否能产生新的粒子。”
“这或许是回旋加速器最大的作用！”
轰！
全场骇然！
所有人都被布鲁斯教授那通天彻地的霸气所折服！
“上帝啊！”
“这就是当世第一的伟大吗？”
“我们还在研究原子核呢，布鲁斯教授已经开始思考另外的粒子了。”
“他老人家甚至想人工创造出新粒子！”
“这是神灵才有的手段吧！”
“恐怖如斯！”
哪怕是卢瑟福、哈恩等人，也被震撼的目瞪口呆！
这是何等的大宏愿！大手段！大气魄！
李奇维看着众人震惊的表情，心中豪情万丈。
他要利用回旋加速器建造大名鼎鼎的粒子对撞机！
号称斥资上千亿的粒子对撞机，其核心基础就是回旋加速器。
之前说到，在08年之前，世界上最大的加速器是tevatron加速器。
但08年之后，大型强子对撞机，简称lhc，面世了！
它直接取代了tevatron加速器的第一名头。
lhc的总长达到了更惊人的27千米，横贯瑞士和法国两国的边境，隧道深埋在地下100米处。
它能把质子的动能加速到7tev，足足是tevatron加速器的7倍！
恐怖如斯！
lhc至今仍然是世界上最大的回旋加速器！
来自100多个国家的上万名科学家，参与其中的研究。
不过这一世，李奇维的野心更大！
他要建造远超lhc的洪荒级超级对撞机！
“环婆罗洲粒子对撞机！”
顾名思义，它的隧道将沿着婆罗洲这个世界第三大岛一圈。
哪怕按照半径500千米计算，环婆罗洲粒子对撞机的周长也将达到史无前例的3000千米。
这是一个无法想象的长度！
连lhc都能轰出几百种新粒子，补全粒子物理基本模型。
环婆罗洲粒子对撞机能轰出什么可怕的东西，李奇维也不知道。
毕竟哪怕是他的前世，也做不到这一步。
说不定直接轰出一个黑洞，瞬间吞噬地球，那乐子就大了。
但李奇维却不得不这么做！
因为他的万有理论遇到一个瓶颈，必须找到一种非常奇特的基本粒子！
但这个粒子在后世根本没有出现过，连猜想都没有。
李奇维也是通过研究万有理论，才发现这个粒子的神秘踪迹！
所以，他一定要把这个关键粒子撞出来！
这才是李奇维建造对撞机的终极梦想！
他要撞出物理学的未来！
轰！
(本章完)