¿Qué utilidad puede hacernos un colisionador de partículas?
En términos sencillos, un colisionador de partículas es simplemente una máquina diseñada para hacer chocar partículas de alta energía entre sí. El colisionador de partículas evolucionó a partir del sincrotrón (en el sincrotrón, la intensidad del campo magnético está relacionada positivamente con la energía de las partículas para garantizar que el campo eléctrico de aceleración de las partículas sea consistente con la frecuencia del movimiento circular de los electrones alrededor del acelerador) , colisionador de partículas y ciclotrón. Las formas son similares, ambos tienen forma de anillo.
Colisionador Europeo de Hadrones
Cuando las partículas chocan en un colisionador de partículas, hay tres pasos principales: acumulación de partículas y colisión acelerada. Para una sola partícula, su escala es bastante pequeña (el tamaño de un átomo es de aproximadamente 10 a 10 m), por lo que aumentar la frecuencia de las partículas que chocan entre sí en un colisionador requiere una gran cantidad de haces de partículas. Por supuesto, si la energía de las partículas no es alta, es difícil producir nuevas partículas después de la colisión, por lo que se debe realizar una cierta aceleración antes de que el haz de partículas colisione. En este momento, la órbita circular resulta útil.
Los aceleradores de partículas pueden utilizar aceleradores lineales y ciclotrones para acelerar partículas. En comparación con los ciclotrones, los aceleradores lineales requieren un camino más largo para acelerar a la misma energía. Dado que el campo eléctrico tiene una fuerza de Coulomb sobre las partículas cargadas, el campo eléctrico se puede utilizar como fuerza impulsora en aceleradores generales (lineales o ciclotrones). Cuando las partículas cargadas están en un campo magnético, se produce la llamada fuerza de Lorentz. La fuerza de Lorentz No se realiza ningún trabajo sobre las partículas cargadas, simplemente cambia la dirección del movimiento de las partículas cargadas (la dirección de la fuerza de Lorentz es tangente a la dirección del movimiento de las partículas cargadas), por lo que en el ciclotrón, una fuerza magnética El campo se puede utilizar para desviar las partículas cargadas, asegurando así que estén cargadas. Las partículas se mueven en órbitas circulares.
Para que el colisionador de partículas obtenga una mayor eficiencia de impacto de partículas, generalmente se utilizan diferentes haces de partículas para moverse en direcciones opuestas para la colisión. La invención del colisionador de partículas ha aportado muchos capítulos nuevos a la investigación científica. Por ejemplo, Richter descubrió la partícula ψ en el colisionador de electrones y positrones en el Centro del Acelerador de Stanford en los Estados Unidos y, por lo tanto, compartió el Premio Bell No. de Física. El Colisionador Protón-Antiprotón del CERN también descubrió partículas w± y Z0.
Actualmente, el colisionador de partículas que tiene nuestro país es el Colisionador de Positrones y Electrones construido en Beijing en 1990. Si China espera construir el colisionador gigante más grande del mundo, no solo se lograrán una serie de avances en física. Y las cavidades superconductoras de alta frecuencia de alto rendimiento, las fuentes de energía de microondas de alta potencia, los refrigerantes de baja temperatura a gran escala y los chips de circuitos electrónicos alcanzarán niveles líderes a nivel internacional