正文 第25章 能量最高的對撞機(1 / 1)

現在,高能加速器的規模十分巨大,象費米實驗室的10,000億電子伏的質子同步加速器,其圓形軌道已達6000餘米。如要繼續提高能量,那加速器的占地麵積就勢必大大增加。譬如,能量達億億電子伏的加速器,就要做得象地球一般大了。當然,這是不可能的事。那怎麼辦呢?製造對撞機是個好辦法。

對撞機,顧名思義就是實現兩束高能粒子對頭碰撞的機器。我們知道,如用一束高能粒子去轟擊靜止靶,那麼高能粒子的能量隻有一小部分對於發生相互作用有效,即有效能量很低,而使兩束高能粒子對頭碰撞,其有效能量就會大得多。例如:兩束300億電子伏的質子對頭碰撞,其作用約相當於1束19萬億電子伏的質子去轟擊靜止的質子;兩束200億電子伏的電子對頭碰撞,其作用相當於一束1600萬億電子伏的電子去轟擊靜止的電子。顯然,從能量的角度來看,對撞機要比普通的高能加速器優越得多,所以對撞機是進行“超高能”實驗的主要手段之一。

目前,世界上能量最高的對撞機要算德國漢堡電子同步加速器中心的電子-正電子對撞機(PETRA)。它於1976年1月動工,1979年4月正式建成。目前能量已達19GeV×19GeV,約相當於普通高能加速器能量的1444萬億電子伏。

西歐核子研究中心的ISR是目前世界上最大的質子-質子對撞機。能量可達31.4GeV,約相當於普通高能加速器能量的21022億電子伏

正在建造、計劃和醞釀中的能量最高的對撞機有:西歐核子研究中心於1983年9月13日動工建造的電子-正電子對撞機(LEP),後期的估計能量可達200GeV×200GeV,它相當於能量為1.6億億電子伏的普通高能加速器。蘇聯計劃建造的UNK加速器的三期工程完成後,可進行能量為3000GeV×3000GeV的質子-質子對撞實驗,約相當於普通高能加速器能量的1.9億億電子伏。目前,美國高能物理界正在醞釀建造一台約20000GeV×20000GeV的質子-質子對撞機,它相當於普通高能加速器的能量,竟可高達85億億電子伏。

利用對撞機,能獲得極高的能量。可是,在對撞機上,進行的實驗畢竟有限,所以它和高能加速器應是相輔相成的。對撞機隻不過是高能加速器的補充而不是代替。