① 大型粒子对撞机是用来做什么的
大型粒子对撞机是用来做物理实验的,大型强子对撞机是粒子物理科学家为了探索新的粒子,和微观量化粒子的新物理机制设备。电子对撞机可以帮助人们进一步了解希格斯粒子性质、宇宙早期演化、反物质丢失、寻找暗物质等一系列未解的关键科学问题,并寻找新的物理规律。
两个粒子相撞,不仅运动状态会改变,还可能会再转化成其他粒子,人类就是用这个方式打开了原子,发现里面存在的各种奥秘。
大型粒子对撞机的建设意义。
大型强子对撞机将两束质子分别加速到14TeV(14万亿电子伏特)的极高能量状态,并使之对撞。其能量状态可与宇宙大爆炸后不久的状态相比。粒子物理学家将利用质子碰撞后的产物探索物理现象,例如,寻找标准模型预言的希格斯粒子、探索超对称、额外维等超出标准模型的新物理。
或许有人会认为,像高能物理学领域高深的理论研究与我们的日常生活没关系,花费数十亿美元有些不值得。100多年前,爱因斯坦发现了质能方程,那就是质量与能量可以互相转化。许多人也认为这个方程毫无用处。但是,以这种理论指导而研制出来的原子弹,让人们见识了高能物理的可怕之处。随后,核能用于发电,又让人们认识到质能方程真正改善了我们的生活。
以上内容参考新华网——对撞机能用来做什么?
② 物理TeV怎么读
tera, 太[拉], T. 10^9,
eV,电子伏特
1 TeV是十亿电子伏特
③ 物理TeV怎么读
T读特斯拉eV读电子伏这是高中物理里面两个比较重要的物理量
④ 高速粒子是什么
高能粒子是现代粒子散射实验中的炮弹,是研究物质基元结构的最有用的工具。而且可以说,到目前为止,几乎是粒子物理学家们唯一的工具,没有高能粒子的散射实验,近代物理几乎不会发展起来。早期的高能粒子来源于天然放射性元素如铀、镭等放出的高能射线。卢瑟福证明原子有核模型的散射实验用的就是镭放出的α粒子。后来的高能粒子源有所扩充,小居里夫妇发现了人工放射性,获得了诺贝尔奖,赫斯发现了能量极高的宇宙射线,与正电子的发现者安德森共同获得了诺贝尔奖(正电子是安德森利用云室从宇宙射线中发现的)。但从30年代开始,这些手段已经无法满足实验要求,50年代后,粒子加速器和对撞机等现代大型实验装置应运而生,大批粒子不断被发现。
加速器和对撞机的机理类似,都是利用电磁场来加速带电粒子。早期的加速器有高压倍加器、回旋加速器、静电加速器等,后来又相继发明同步回旋加速器、高能粒子对撞机、直线加速器、电子感应加速器等。经过了60多年的努力,使人工获得的高能粒子能量提高了8个数量级,从几百keV到几十个TeV。
1930年,美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器,并因此获得了诺贝尔奖,但由于相对论效应,粒子的加速会使质量增大,从而只能使粒子获得几百keV的能量。同步加速器的发明克服了这一缺点,美国费米实验室的质子同步加速器轨道半径为1km,利用超导磁场,可将质子加速到1TeV。同步加速器产生的同步辐射进一步限制了粒子能量的增大,故近年来物理学家们又开始发展直线加速器,因为直线运动的粒子没有同步辐射。20世纪的最后几十年是对撞机的时代,弱点统一理论预言的中间玻色子也在对撞机中被发现。欧洲质子对撞机对撞能量已达14TeV,并且已经开始建造更大型的对撞机,希望能够找到与质量起源联系密切的希格斯玻色子。对撞机还可以利用两个重粒子的对撞模拟宇宙大爆炸。电子感应加速器是一种利用感生电场来加速电子的新型加速器,同步加速器适合加速重粒子(如质子),但是很难加速电子,感应加速器克服了这一困难。如今感应加速器中产生的γ射线可以做光核反应研究,还可以用于工业无损、探伤和医疗等领域。先进的高能加速器和对撞机主要用于前沿科学,而低能加速器却已经广泛转为民用,在材料科学、固体物理、分子生物学、地理、考古等学科有重要应用。被加速的粒子可以通过辐照改变材料的性质或者诱发植物基因的突变培育新品种,可以诊断并治疗肿瘤,还可以生产大量同位素,用于工、农业生产。当然,加速器只能加速带电粒子,现如今广泛应用的中子探伤技术、中子干涉测量技术、中子非弹性散射等所用的中子是由核反应堆中产生的。
在高能粒子物理散射实验中,仅仅有高能粒子还不够,还必须有先进的粒子探测器来收集信息。粒子探测器是利用粒子与物质的相互作用原理来产生信号的。带电粒子在物质中运动的主要能量损失是电离损失,通过测量单位路程的能量损失可以判别粒子的类型。低能光子在物质中运动的主要能量损失是光电效应,其次较弱的因素还有康普敦散射、瑞利散射、布里渊散射、拉曼散射等,能量大于1MeV的光子能量损失主要原因是产生了正负电子对。高能电子入射到物质中时,由于突然减速,会产生高能轫致辐射,高能光子又会激发正负电子对……如此产生一连串的连锁反应,可以形成电磁簇射,簇射深度称为辐射长度,与粒子能量和介质密度有关,高能光子也可以形成簇射。当带电粒子在介质中的速度大于介质中的光速时,会产生一种类似于声学中的“冲击波”一样的辐射,称为切连科夫辐射。切连科夫因为发现这种辐射而获得了诺贝尔奖。
利用这些相互作用原理,针对不同的要求,可以设计出不同类型和功能的粒子探测器。较早的有威尔逊云室,后来又发明了气泡室、乳胶室、多丝正比室、漂移室等,最后又发明了切连科夫探测器。超级神冈中微子探测器是专门用来探测宇宙中最难束缚的幽灵:中微子的,探测器用了50500吨水作为切连科夫探测器,探测到的光(切连科夫辐射)输入计算机。实验结果证实了中微子振荡的存在,并且揭示了太阳中微子的失踪之谜。这些探测器配合粒子加速器可以用来探测多种粒子的轨迹、能量、类型等,它们是加速器的眼睛。
粒子物理实验所得到的粒子散射截面等数据,结合大爆炸宇宙学恰好可以解释宇宙中元素的组成和相对丰度。137亿年前,宇宙诞生并开始膨胀,原始宇宙处于超高温和超高密度的状态,超高能光子激发出大量的粒子,光子们走不了几步就会与某个粒子(比如电子)碰撞,光根本透不出来,不得不与其它粒子形成了热平衡(平衡辐射又叫普朗克辐射)。过了漫长的50万年,辐射温度降到了几千度,光子不再与其他粒子碰撞,宇宙终于透明了。那么当年几千度的光子现在又怎么样了呢?
哈哈
⑤ 高速粒子是什么希望能详细一点~~
高能粒子是现代粒子散射实验中的炮弹,是研究物质基元结构的最有用的工具。而且可以说,到目前为止,几乎是粒子物理学家们唯一的工具,没有高能粒子的散射实验,近代物理几乎不会发展起来。早期的高能粒子来源于天然放射性元素如铀、镭等放出的高能射线。卢瑟福证明原子有核模型的散射实验用的就是镭放出的α粒子。后来的高能粒子源有所扩充,小居里夫妇发现了人工放射性,获得了诺贝尔奖,赫斯发现了能量极高的宇宙射线,与正电子的发现者安德森共同获得了诺贝尔奖(正电子是安德森利用云室从宇宙射线中发现的)。但从30年代开始,这些手段已经无法满足实验要求,50年代后,粒子加速器和对撞机等现代大型实验装置应运而生,大批粒子不断被发现。
加速器和对撞机的机理类似,都是利用电磁场来加速带电粒子。早期的加速器有高压倍加器、回旋加速器、静电加速器等,后来又相继发明同步回旋加速器、高能粒子对撞机、直线加速器、电子感应加速器等。经过了60多年的努力,使人工获得的高能粒子能量提高了8个数量级,从几百keV到几十个TeV。
1930年,美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器,并因此获得了诺贝尔奖,但由于相对论效应,粒子的加速会使质量增大,从而只能使粒子获得几百keV的能量。同步加速器的发明克服了这一缺点,美国费米实验室的质子同步加速器轨道半径为1km,利用超导磁场,可将质子加速到1TeV。同步加速器产生的同步辐射进一步限制了粒子能量的增大,故近年来物理学家们又开始发展直线加速器,因为直线运动的粒子没有同步辐射。20世纪的最后几十年是对撞机的时代,弱点统一理论预言的中间玻色子也在对撞机中被发现。欧洲质子对撞机对撞能量已达14TeV,并且已经开始建造更大型的对撞机,希望能够找到与质量起源联系密切的希格斯玻色子。对撞机还可以利用两个重粒子的对撞模拟宇宙大爆炸。电子感应加速器是一种利用感生电场来加速电子的新型加速器,同步加速器适合加速重粒子(如质子),但是很难加速电子,感应加速器克服了这一困难。如今感应加速器中产生的γ射线可以做光核反应研究,还可以用于工业无损、探伤和医疗等领域。先进的高能加速器和对撞机主要用于前沿科学,而低能加速器却已经广泛转为民用,在材料科学、固体物理、分子生物学、地理、考古等学科有重要应用。被加速的粒子可以通过辐照改变材料的性质或者诱发植物基因的突变培育新品种,可以诊断并治疗肿瘤,还可以生产大量同位素,用于工、农业生产。当然,加速器只能加速带电粒子,现如今广泛应用的中子探伤技术、中子干涉测量技术、中子非弹性散射等所用的中子是由核反应堆中产生的。
在高能粒子物理散射实验中,仅仅有高能粒子还不够,还必须有先进的粒子探测器来收集信息。粒子探测器是利用粒子与物质的相互作用原理来产生信号的。带电粒子在物质中运动的主要能量损失是电离损失,通过测量单位路程的能量损失可以判别粒子的类型。低能光子在物质中运动的主要能量损失是光电效应,其次较弱的因素还有康普敦散射、瑞利散射、布里渊散射、拉曼散射等,能量大于1MeV的光子能量损失主要原因是产生了正负电子对。高能电子入射到物质中时,由于突然减速,会产生高能轫致辐射,高能光子又会激发正负电子对……如此产生一连串的连锁反应,可以形成电磁簇射,簇射深度称为辐射长度,与粒子能量和介质密度有关,高能光子也可以形成簇射。当带电粒子在介质中的速度大于介质中的光速时,会产生一种类似于声学中的“冲击波”一样的辐射,称为切连科夫辐射。切连科夫因为发现这种辐射而获得了诺贝尔奖。
利用这些相互作用原理,针对不同的要求,可以设计出不同类型和功能的粒子探测器。较早的有威尔逊云室,后来又发明了气泡室、乳胶室、多丝正比室、漂移室等,最后又发明了切连科夫探测器。超级神冈中微子探测器是专门用来探测宇宙中最难束缚的幽灵:中微子的,探测器用了50500吨水作为切连科夫探测器,探测到的光(切连科夫辐射)输入计算机。实验结果证实了中微子振荡的存在,并且揭示了太阳中微子的失踪之谜。这些探测器配合粒子加速器可以用来探测多种粒子的轨迹、能量、类型等,它们是加速器的眼睛。
⑥ 暗物质有阻力吗
暗物质不存在阻力这种说法,因为它只要接触到普通物质就会发生湮灭,所以不会有时间表现出阻力。
⑦ 伽马射线,究竟有多危险
国际天文学家团队检测到一对伽马射线暴(下简称GRB)所带的能量超过过去所观察到的所有事件。GRB是我们所知的宇宙中最强爆炸,但是最新的观测表明,我们严重低估了他们的真实潜力。
Nature期刊发表的三篇新论文描述了两种新的伽马射线暴-GRB 190114C和GRB180729B。两个GRB都产生有记录以来能量最高的光子。这项史无前例的观察为科学家提供了新的对于神秘宇宙事件和背后机理的研究方向。
人们认为当大型恒星坍塌为黑洞成为超新星时触发GRB。所引发的爆炸生成一股强有力的浓缩喷气,向太空喷射出的物质其速度大约为光速的99.99%。这些被急剧加速的粒子通过磁场和辐射的复杂变化产生伽马射线。因此而产生的伽马射线继续在星际空间旅行,其中一些最终到达地球。当他们与我们的大气层相遇时,伽马射线触发粒子级联反应,因此产生的大气是我们熟知的切伦科夫光,可以通过特殊的望远镜观测到。
我们所看到环绕在周围的光通常含有1电子伏特的能量,但是来自于GRB 190114C的光子,通过MAGIC的测量发现携带了超过1TeV的能量,这是我们可以看到的光线所携带能量的1万亿倍,Levan解释说。通过望远镜,2013年测量到一个创纪录的GRB,其能量为940亿电子伏特,也就是0.094TeV。
“这有点像你名下有10分钱,而你旁边所站的人是比尔盖茨,”Levan讲到。“并不奇怪的是,如果一个光子拥有如此大的能量,他可以做一件非同寻常的事情——有点像你可以过上拥有1000亿的生活,这与只拥有10分钱相差太大了。因此,这强大的能量光线确实打开了我们对于宇宙的认知的另外一个角度的窗口。
由MAGIC收集的数据显示,来自GRB 190114C的能量介于2000亿和1万亿电子伏特之间,即0.2TeV和1Tev之间。这是目前所检测到的最强的GRB事件。通过望远镜的观察,此GRB距离地球大约40亿光年。先前的GRB 180720B是由HESS观察到的,其能量相对较弱,能量介于1000亿和4400亿电子伏特之间,即0.1TeV到0.44TeV,距离地球大约60亿光年。
“大多数关于GRB的观察所让我所惊讶的是,在经过数十年的努力之后我们才最终看到如此高能量的爆炸,”Levan讲到。除了这两个事件,另外一个大的GRB在去年夏天被观察到,但是具体细节还未被公开。“这意味着除了与其说是稀有,这类发射在伽马射线暴中其实是常见的。在此情况下,最让我们惊讶的是,我们等待了这么长时间才发现了如此大能量的光线,”Levan对天文在线讲到。
新发表的论文除了描述了新的GRB之外,还解释了这些高能量的光子,认为能够产生两种不同的过程,被称为逆康普顿散射。起初,急剧加速的粒子伴随着爆炸在强磁场中弹跳,导致同步加速辐射(地球上的同步加速器和其他粒子加速器也可以产生相同的辐射,但此后与之不同)。之后,在第二阶段,同步加速的光子撞击着生成他们的快速粒子,以增加他们的能量从而达到地球大气层的极端速率。
通过卫星几乎每天都会记录到GRB,但是从宇宙视角来说,他们实际上是非常稀有的——谢天谢地。将这些事件的能量以望远镜观察,一个“典型的爆炸在短时间内释放了太阳在其100亿生命中的全部能量,”ICRAR-科廷大学天文学家Gemma Anderson解释说。如果一个GRB在我们周边任何一个地方爆炸,他会直接面向地球,可能引起大规模的灭绝。
正如Levan向天文在线所说,这类事件曾在地球发生过。
“曾经有一次大规模灭绝事件通过地理可以了解到——奥陶纪灭绝——与我们所预测的一次伽马射线暴相契合”,Levan讲到。“如果一件事发生在非常靠近地球以至于影响到如今我们的生活,我们会有一些自相矛盾的现象。”
首先,臭氧层会被伽马射线损害,使得大量的紫外线到达表层,Levan讲到,相反,由于大气中的主要分子的破坏以及一氧化二氮的存在,紫外线将会被锁定,因此会阻挡阳光,引发冰河世纪。这个双重打击会使得大气层的效果变得非常糟糕。
“这与我们所看到的4400亿年前奥陶纪灭绝相吻合,尽管这并不只是唯一的解释,”Levan讲到。“然而,如果伽马射线暴对我们产生一定的影响,他必须距离我们足够的近,使得他径直朝着我们喷发。我们的观察预示着,伽马射线暴在银河系中其实是非常罕见的。”
此外,Levan还补充道:“我们并不期待着受到的影响比10亿年前严重得多——或许没有理由让这个理由不成立。”
大约每10亿年左右?我希望这是假的。
⑧ 能量单位1tev怎么念
1TeV = 10的12次方电子伏特。单位换算为:
1TeV = 10的12次方eV
1TeV = 10的3次方GeV
1eV = 10的-3次方KeV
1eV = 10的-6次方MeV
电子伏特(eV)代表一个电子(所带电量为1.6×10-19C的负电荷)经过1伏特的电位差加速后所获得的动能。
电子伏特与SI制的能量单位焦耳(J)的换算关系是1 eV = 1.6021766208(98)×10^-19 J
(8)物理tev怎么读扩展阅读:
例如,一个电子及一个正子(电子的反粒子),都具有能量大小为 511 keV ,能对撞毁灭以产生 1.022 MeV 的能量。质子,一个标准的重子,具有能量 0.938 GeV 。
1 eV/c2= 1.783×10-36kg
1 keV/c2= 1.783 ×10-33kg
1 MeV/c2= 1.783×10-30kg
1 GeV/c2= 1.783 ×10-27kg
若做个比较,核爆中带电粒子的能量范围约在 0.3 至 3 MeV 。大气中分子的能量约为 0.03 eV 。
⑨ 粒子风暴是什么
高能粒子是现代粒子散射实验中的炮弹,是研究物质基元结构的最有用的工具。而且可以说,到目前为止,几乎是粒子物理学家们唯一的工具,没有高能粒子的散射实验,近代物理几乎不会发展起来。早期的高能粒子来源于天然放射性元素如铀、镭等放出的高能射线。卢瑟福证明原子有核模型的散射实验用的就是镭放出的α粒子。后来的高能粒子源有所扩充,小居里夫妇发现了人工放射性,获得了诺贝尔奖,赫斯发现了能量极高的宇宙射线,与正电子的发现者安德森共同获得了诺贝尔奖(正电子是安德森利用云室从宇宙射线中发现的)。但从30年代开始,这些手段已经无法满足实验要求,50年代后,粒子加速器和对撞机等现代大型实验装置应运而生,大批粒子不断被发现。 加速器和对撞机的机理类似,都是利用电磁场来加速带电粒子。早期的加速器有高压倍加器、回旋加速器、静电加速器等,后来又相继发明同步回旋加速器、高能粒子对撞机、直线加速器、电子感应加速器等。经过了60多年的努力,使人工获得的高能粒子能量提高了8个数量级,从几百keV到几十个TeV。1930年,美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器,并因此获得了诺贝尔奖,但由于相对论效应,粒子的加速会使质量增大,从而只能使粒子获得几百keV的能量。同步加速器的发明克服了这一缺点,美国费米实验室的质子同步加速器轨道半径为1km,利用超导磁场,可将质子加速到1TeV。同步加速器产生的同步辐射进一步限制了粒子能量的增大,故近年来物理学家们又开始发展直线加速器,因为直线运动的粒子没有同步辐射。20世纪的最后几十年是对撞机的时代,弱点统一理论预言的中间玻色子也在对撞机中被发现。欧洲质子对撞机对撞能量已达14TeV,并且已经开始建造更大型的对撞机,希望能够找到与质量起源联系密切的希格斯玻色子。对撞机还可以利用两个重粒子的对撞模拟宇宙大爆炸。电子感应加速器是一种利用感生电场来加速电子的新型加速器,同步加速器适合加速重粒子(如质子),但是很难加速电子,感应加速器克服了这一困难。如今感应加速器中产生的γ射线可以做光核反应研究,还可以用于工业无损、探伤和医疗等领域。先进的高能加速器和对撞机主要用于前沿科学,而低能加速器却已经广泛转为民用,在材料科学、固体物理、分子生物学、地理、考古等学科有重要应用。被加速的粒子可以通过辐照改变材料的性质或者诱发植物基因的突变培育新品种,可以诊断并治疗肿瘤,还可以生产大量同位素,用于工、农业生产。当然,加速器只能加速带电粒子,现如今广泛应用的中子探伤技术、中子干涉测量技术、中子非弹性散射等所用的中子是由核反应堆中产生的。 在高能粒子物理散射实验中,仅仅有高能粒子还不够,还必须有先进的粒子探测器来收集信息。粒子探测器是利用粒子与物质的相互作用原理来产生信号的。带电粒子在物质中运动的主要能量损失是电离损失,通过测量单位路程的能量损失可以判别粒子的类型。低能光子在物质中运动的主要能量损失是光电效应,其次较弱的因素还有康普敦散射、瑞利散射、布里渊散射、拉曼散射等,能量大于1MeV的光子能量损失主要原因是产生了正负电子对。高能电子入射到物质中时,由于突然减速,会产生高能轫致辐射,高能光子又会激发正负电子对……如此产生一连串的连锁反应,可以形成电磁簇射,簇射深度称为辐射长度,与粒子能量和介质密度有关,高能光子也可以形成簇射。当带电粒子在介质中的速度大于介质中的光速时,会产生一种类似于声学中的“冲击波”一样的辐射,称为切连科夫辐射。切连科夫因为发现这种辐射而获得了诺贝尔奖。 利用这些相互作用原理,针对不同的要求,可以设计出不同类型和功能的粒子探测器。较早的有威尔逊云室,后来又发明了气泡室、乳胶室、多丝正比室、漂移室等,最后又发明了切连科夫探测器。超级神冈中微子探测器是专门用来探测宇宙中最难束缚的幽灵:中微子的,探测器用了50500吨水作为切连科夫探测器,探测到的光(切连科夫辐射)输入计算机。实验结果证实了中微子振荡的存在,并且揭示了太阳中微子的失踪之谜。这些探测器配合粒子加速器可以用来探测多种粒子的轨迹、能量、类型等,它们是加速器的眼睛。 粒子物理实验所得到的粒子散射截面等数据,结合大爆炸宇宙学恰好可以解释宇宙中元素的组成和相对丰度。137亿年前,宇宙诞生并开始膨胀,原始宇宙处于超高温和超高密度的状态,超高能光子激发出大量的粒子,光子们走不了几步就会与某个粒子(比如电子)碰撞,光根本透不出来,不得不与其它粒子形成了热平衡(平衡辐射又叫普朗克辐射)。过了漫长的50万年,辐射温度降到了几千度,光子不再与其他粒子碰撞,宇宙终于透明了。那么当年几千度的光子现在又怎么样了呢? 哈哈