质子是电子质量1836倍,为啥对撞机最后选用质子而不是电子?

歆琳科普


对撞机撞不出最小粒子,最多也就是个闪粒子,所以欧洲对撞机停止运行乐,,,物质最小结构应是能量态,这才符合物质是由能量构成的。宇宙起源于能量,,,奇点来自暗能量,暗能量来自宇宙极寒温度,宇宙大爆炸后留下一个宇宙坑,这个坑就是黑洞,,,


美术家1


在地球上,我们平时所能看到的一切物质都是由质子、中子、电子组成,还有大量的光子,当然自然界中还包括一些我们无法感知的东西,有正反中微子,大质量暗物质粒子,以及只会在短时间内存在的高能粒子。

在这些粒子中,中微子是质量最轻的粒子,但他不带电荷,而电子是第二轻的粒子,带一个负电荷,质量为5.11×10^3(eV/c^2),而质子带正电荷,质量为9.38×10^8(eV/c^2),其质量约为电子的1836.5倍。其中电子是费米实验室大型正负电子对撞机(LEP)中所使用的加速粒子,而质子是目前人类所拥有最能量的欧洲核子研究中心大型强子对撞机所使用的加速粒子。

它们的工作原理是一样的,都是利用就是为带电粒子提供一个加速的电场,使带电粒子获得速度,然后在带电粒子经过的范围提供一个根据其速度可变的磁场,使带电粒子的加速路径弯曲成一稳定的圆环。因此只要电场、磁场足够强,带电粒子就能获得足够的速度。

一般环形加速器优于直线性加速器,因为带电粒子可以一次又一次地使用相同的“轨迹”来获得越来越高的能量,从而使粒子加速到与光速相差不到1公里每秒的速度。这里有个问题就是,为什么粒子加速器升级以后,也就是大型强子对撞机使用的是质子,而不是电子?在我们的认识里,电子质量更轻,应该更容易获得加速,达到更高得速度。

而且质子还有一个明显的缺点,质子不是基本粒子,它是由三个夸克和胶子组成的。当LHC碰撞两个质子时,碰撞能量不仅会在每个质子的三个夸克之间分散,而且还会在内部的所有胶子之间分散。这样不仅会让碰撞的能量不够集中,而且还会产生大量的“垃圾”也就是所谓的碰撞碎片,因此会让碰撞点一场的“混乱”,我们想要探测产生的新粒子就是十分困难。

但是,对于大型正负电子对撞机来说,电子确实质量小容易加速,也是基本粒子,碰撞后在相撞点的能量比较集中,也没有过多的“碎片”,直觉上应该比质子好。但在物理上电子却无法达到与质子相同的能量。这是为什么呢?

实际上,在大型强子对撞机之前,LEP或大型电子正电子对撞机使用的环形跑道周长也是27公里。但是,后来的大型强子对撞机的能量可以达到13 TeV或13,000,000,000,000电子伏特,LEP却只能达到114 GeV的能量或114,000,000,000电子伏特。为什么会有这么大的差异呢?这不是因为环的大小(相同),也不是因为磁体的强度(可能相同但不会有太大的不同),也不是因为质子电子质量的问题,而是因为当带电粒子在弯曲的磁场中加速时会发出电磁辐射。

这种现象被称为同步加速器辐射,而这种辐射的能量损失与带电粒子质量的四次方成反比,这意味着当电子的质量比质子小1836倍时,它会以10 ^ 13倍的速度失去能量!而质子损失的能量就相对来说比较慢,在相同情况下,质子就可能达到更高的能量或更高的速度。

因此在LEP之后的LHC我们就使用了质子作为加速粒子。但通过上文我们也知道质子也有它的缺点。我们有没有一种介于质子和电子之间的提到粒子呢?

就是μ子,它和电子是近亲,属性基本相同,什么自旋、电荷、磁矩都是一样的,但其质量是电子的206倍,这就弥补了电子质量的不足。而且μ子与质子相比,其是基本粒子可以有效的解决碰撞后能量比较分散的现象。

但μ子也有自身的缺点,因为μ子属于不稳定粒子,会在平均2.2微秒衰变为电子和两个中微子。所以我们一开始就必须让μ子有一个很快的初始速度被射入环形加速器的加速圆环中。利用相对论的时间膨胀效应减慢它的衰变时间。我们应该能够将它们加速到99.999%以上以光速使其相撞,并发现关于宇宙的更大秘密。这也是以后大型粒子加速器发展的方向。


量子科学论


你这问题实质包涵许多现代前沿未能解决的理论问题,根本不是单一的质量问题,为什么呢?

第一是质量问题,物质为什么会显现质量,质量概念在自然界中物质的存在与演化机制根本无理论阐述。

第二是电子加速原理与质子加速原理概念混乱,到底是质引加速或者是电磁加速,其中对电孑电荷质子电荷,质能转换,速增质量等主流理论,无能阐述加速器设计运行的统一工作原理机制,纯碎是乱皮才的科研形为。

第三对加速后的电子速度或质子速度根本无能测速,也未测速,到底加速后电子的实际速度有多大,质子的速度有多大根本就是估计。

第四用能量加速后的加速粒子,在加速器中为何会产生自发辐射。

第五加速粒子碰撞后为何会产生更大粒子质量的上帝粒子,此粒子不稳定的原因又是为什么?

第六加速器中工作的所谓电子质子到底是纯静的电子质子或者是等粒子团。

上面这些疑问如果无能作出合理解释,再建这样的对碰机又有什么科研价值?欧碰机的科研价值对人类认识自然而言已经发挥了它的使用价值,这个价值就是不能以这种方式去继续乱整,无任何科研突破。

现代主流理论要想有所突破应该在欧碰机的工作过程中总结各种现象,结合自然界的天体及其各种物质的演化过程现象,高度浓缩为一个存在原理,才能正确指导探索实验,否则都是干无用功,浪费时间与钱财。如果中国不以欧碰机为兰本作出理性判断,失败是绝对的没商量,不服气就用事实回答。(本文原创,个人研究结论共参考)


宇宙谱


这么有意思的题目啊!你真行,说说你脑子里都是高科技哈!可是这些高科技的玩意儿已经在几十年前都被有定论了!要么,您有质疑的地方。

这属于高能物理了。具体说来高能粒子对撞机为什么用质子,而不用电子的问题!电子是核外物质存在,任何物质被场效应趋势,都会体现于电子属性的就是。电子的属性体现于任何的物质存在中。稍有场效应,电子就会参与。具体说来用什么物质的粒子作为加速器子弹,用什么物质当作靶子。这些都有立论了!

就眼下的人类能力,取得一个质子能力还做不到。控制一个电子的能力也做不到。能做到的是,一定量内的粒子团的集体存在!说那是质子,说那是电子。


圣剑17


你能把鸡毛扔到房顶去吗?扔石头却可以。没有重量无法加速,重力加速度才能使上劲。


纯行就是我


我很外行,存认推测,

微物质构;初核质心;

外护电子;不研实际;

去获真知,场更难求。


李志勇LZY


电子用不着你加速,拿手电筒打一下,就是光速


锁定目标


电子很活跃加速中容易发发同歩幅射损失速度


绿水青山48936175


你说了


用户3855764507457


原因您自己不是在这个问题一开头就已经说了嘛!


分享到:


相關文章: