1960年左右,意大利科學家用“爆聚法”獲得了非常強的脈衝磁場。到了70年代末,人們用這種方法已經得到了高達16000萬安每米的脈衝磁場。
能量最高的對撞機
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314GeV,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16億億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19億億電子伏。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。
最小的電阻
各種材料都有電阻。如果將某材料做成長1厘米、截麵1平方厘米的樣品,則該樣品的電阻就叫這種材料的電阻率。平時常用電阻率來表征材料導電的難易。良絕緣體的電阻率比良導體的要大1025倍。良導體有鋁、銅、銀等。在常溫下銀的電阻率最小,為159×10-6歐姆·厘米。為了減少因電阻所損耗的電能,人們常用鋁、銅、銀這類電阻小的材料來做導線,以輸送電能,或傳遞聲音、圖象等信息的電信號。
材料的電阻還會隨著溫度而變化。一般說來,溫度越高,電阻越大;溫度越低,電阻越小。起初,人們以為溫度要降到絕對零度,電阻才會為零。後來才發現,不少材料的電阻在接近絕對零度的某個溫度上就會降到零,此時材料就變成了沒有電阻的超導體。第一次發現超導現象是在1911年。其時,翁納斯在作低溫條件下汞的電阻與溫度關係的實驗,他發現汞的電阻在略低於氦的沸點處,突然降至無可測量之值。後來,不少人重複了這類實驗。由於在低溫下導體失去電阻,撤去電源後,其中的電流仍可經久不衰。這種超導電流持續流動的最長記錄是2年,2年中雖無電源補充電流仍長流不息,毫無減弱的跡象,後來隻是由於運輸工人罷工,中斷了液氦的供應,無法保持所要的低溫,實驗方告結束。利用超導體沒有電阻的特點,可通以極大的電流,產生出極強磁場,以補常規磁鐵的不足。世界上第一個超導磁鐵,在超導現象發現的50年之後,於1963年方才問世,它可產生10萬奧斯特的磁場。