粒子对撞机对撞机现状

发布网友发布时间：2024-10-09 09:37

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热心网友时间：2024-11-21 00:22

欧洲核子中心的粒子对撞机技术发展至今，已经从早期的质子对撞机如ISR，能量达到2×31GeV，到1971年投入运行，通过电子冷却和随机冷却技术，反质子束性能显著提升，可进行质子-反质子对撞。1981年，SPS质子同步加速器改造为对撞机，1983年发现了W±、Z0粒子，对撞机结构与同步加速器类似，包含磁铁系统、高频系统等，且设有对撞专用长直线节和精密的探测仪器。

对撞机的主要任务是积累、加速和对撞。积累是将高能粒子束团在储存环中累积，一般需要数十或上千个束团。电子同步加速器通过同步辐射提高束流密度，而质子则依赖动量积累。对撞机还需一台高能加速器作为注入器，将粒子加速至目标能量，然后对撞。对撞机的磁场和频率控制粒子加速，对撞后，测量仪器记录碰撞结果，粒子继续回旋直到束流强度减小无法实验。

电子-正电子对撞机因其电荷相反，只需一个环，造价较低，是大多数现有对撞机类型。然而，电子同步辐射*了能量提升。为了提高对撞机亮度，70年代初引入低包络插入节，提高对撞点密度。高真空技术对于减少物理实验的背景至关重要，通常要求真空度在10-10～10-11Torr。

质子-质子对撞机需要两个环，一个储存正向质子，一个储存反向质子，使用强磁场以减小同步辐射。质子-反质子对撞机则利用冷却技术，通过改造现有高能同步加速器实现，但反质子强度较低，导致对撞机亮度较低。电子-质子对撞机则因电子和质子的横截面差异，对撞难度较大，目前处于研究阶段。

扩展资料

粒子对撞机是在高能同步加速器基础大型粒子对撞机上发展起来的一种装置，主要作用是积累并加速相继由前级加速器注入的两束粒子流，到一定强度及能量时使其进行对撞，以产生足够高的反应能量。