原子对撞机有什么用? 粒子对撞机有什么现实意义
2023-09-06
网上有很多关于两束光速粒子对撞会怎样?的问题,也有很多人解答有关粒子对撞机撞出黑洞的知识,今天每日小编为大家整理了关于这方面的知识,让我们一起来看下吧!
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三、大型强子对撞机或高能宇宙射线真能撞出黑洞?会吞噬地球吗?
一、两束光速粒子对撞会怎样?
当光子以接近光速运动时,它的动态质量实际上非常大(质量水平不再是微观粒子)。两个如此大的能量碰撞会产生更大的能量(即相当于非常大的质量),而中子的半径又极小。根据引力知识,质量极大(并不是说像恒星这样的质量是相对于半径而言的,毕竟中子的静态质量很小。在相对论因素的放大下,质量放大很大,但本质上质量不应该很大,有点像把人压缩成中子大小),半径极小=非常强的引力场(就是一个黑色的洞)
二、粒子对撞机到底能撞出什么?为何有的科学家强力反对建造?
据科学家介绍,对撞机的原理其实很简单,只能通过产生高能粒子进行攻击。所有的奇迹都在于这场轰击。高能轰击可能会产生新的粒子。不仅如此,粒子对撞机还可能在微观尺度上模拟宇宙的初始状态,这将为人类探索宇宙做出许多贡献。然而令人意外的是,著名学者杨振宁却强烈反对。他认为粒子对撞机造价太高但实际意义不大。
不过,也有科学家认为,杨振宁强烈反对的原因不仅是财务问题,还有安全方面的考虑,因为粒子撞击存在太多未知因素,炸黑洞甚至是可能的。据我了解到的最新消息,粒子对撞机是由同步加速器演化而来的。在同步加速器中,磁场强度与粒子的能量正相关,以保证粒子的加速电场与加速器周围电子运动的频率一致。粒子对撞机和回旋加速器的形状相似,都是圆形的。
在粒子对撞机中进行粒子碰撞时,主要分为三个步骤:粒子积累、加速和碰撞。对于单个粒子来说,它的尺度很小,一个原子的大小约为10-10m,因此为了增加对撞机频率中相互碰撞的粒子数量,需要大量的粒子束。当然,如果粒子的能量不高,碰撞后就很难产生新的粒子,所以粒子束碰撞前必须进行一定的加速。
这时候就使用圆形轨道,粒子加速器可以使用直线加速器和回旋加速器来加速粒子。与回旋加速器相比,直线加速器加速到相同的能量,所需的加速通道路径更长。为了使粒子碰撞机达到较高的粒子碰撞效率,常采用不同的粒子束进行相反方向的碰撞。
至于粒子对撞机能产生什么,以及为什么一些科学家强烈反对建造它,今天就到此为止。
三、大型强子对撞机或高能宇宙射线真能撞出黑洞?会吞噬地球吗?
网上一度流传欧洲大型强子对撞机(LHC)将撞上黑洞的传闻!这并非空穴来风。这是大型强子对撞机早期引起公众关注的问题。当时有科学家严肃地表示,大型强子对撞机不会与黑洞相撞。中国科学院高能物理研究所所长王一方院士表示,大型强子对撞机不会与黑洞相撞!宇宙射线的能量比大型强子对撞机强一百万倍,目前还没有发现黑洞被撞掉的情况。
时空监狱——黑洞为什么人们如此害怕黑洞的出现?这是因为黑洞的特性实在是太可怕了。它是广义相对论预言的天体。当一定量的能量(质量)集中在一定的半径(这个半径称为史瓦西半径)内时,就会产生光速无法逃逸的临界面,称为事件视界,或视界简而言之。根据目前的理论,光速是我们宇宙的终极速度,这意味着没有任何东西可以逃离事件视界。进入黑洞的事件视界意味着永远告别外部宇宙。
终极毁灭者除了主动进入黑洞之外,还会主动吞噬一切靠近它的物质。它简直就是宇宙的清道夫。不管是什么物质,只要落入其中就会从外界宇宙中消失,这只会让黑洞的质量和半径增加一点点……
高能碰撞会产生黑洞吗?黑洞这么可怕,大型强子对撞机和高能宇宙线产生的高能碰撞能产生黑洞吗?理论上是有可能的。前面说过,只要在史瓦西半径内集中一定的能量,就会形成视界,就会产生黑洞!而这个半径与质量(相当于能量)正相关。由于大型强子对撞机和高能宇宙线加速的带电粒子具有极高的动能,在碰撞的瞬间,极高的能量会集中在两个粒子的半径范围内。当这个能量对应的历史瓦西里半径大于两个粒子的自然半径时,就有可能产生黑洞。
但有好消息和坏消息。好消息是,根据目前的理论计算,人类产生的最大碰撞能量远低于产生黑洞所需的能量。也就是说,如果现有的理论是正确的,人类制造的对撞机是不可能撞击黑洞的!坏消息是:高能宇宙射线的能量有可能摧毁黑洞!该怎么办?会毁灭地球吗?
救命稻草:黑洞的毁灭者——霍金辐射当人们对大型强子对撞机撞击黑洞毁灭地球表示担忧时,科学家指出,即使撞击黑洞,在霍金辐射下也会瞬间蒸发辐射。
霍金辐射是霍金在考虑黑洞引力场中的量子效应时提出的一种量子物理现象。根据量子力学,真空中随机产生一对虚粒子,然后湮灭,但当这些虚粒子出现在黑洞附近时,情况就变得有趣了。当进入事件视界时,另一个可能会因湮灭物体的丢失而逃逸并成为真正的粒子,从而使黑洞似乎向外辐射出一个粒子。基于能量守恒定律,黑洞会减少逃逸粒子对应的能量,变得更小。
根据霍金的计算,黑洞越小,霍金辐射越强,黑洞蒸发的速度就越快。这是由于小黑洞附近的引力梯度较大,因而潮汐力也较大。
如果霍金辐射不存在怎么办?然而,霍金辐射只是一个未经证实的科学假设。虽然他的证明无可挑剔,但用来证明的理论却是广义相对论和量子力学两种相互矛盾的科学理论的融合版本,——弯曲时空量子场论!事实上,这是一种强制合并,广义相对论和量子力学的真正统一还没有实现。所以霍金辐射似乎不可靠.
如果真的撞到黑洞并且霍金辐射不存在怎么办?别担心,还有帮助.(^_^)
极限碰撞后的剩余速度救命稻草就是高能碰撞后的剩余速度!经过0.99999.9C(即0.99999.9倍光速)的高速碰撞后,如果产生黑洞,黑洞基本上不可能瞬间停止,因为条件对于这么高的速度碰撞后停止是极其严酷的,包括:1、 两者质量完全相同,2、 两者绝对对中碰撞,3、 两者速度差相对于地球来说是极其微小的.
只要不满足上述条件之一,即使撞到黑洞,也会逃脱地球引力,带着巨大的残余动量飞入浩瀚的宇宙。 0.99999.9C 碰撞后的剩余速度小于地球逃逸速度的可能性极小。
飞出去的小黑洞会发生什么?它会继续增长并对其他行星造成伤害吗?其他地方产生的微型黑洞会伤害我们吗?其实不用担心,因为宇宙非常空旷,碰撞产生的微型黑洞的质量相当有限。即使形成了事件视界,它们也需要距离事件视界极为接近,才能被事件视界吸引和吸收。宇宙射线撞击静止粒子后形成的黑洞将具有更高的速度,这将使得在宇宙中飞行时捕获粒子变得更加困难。因此,即使高能碰撞真的能够产生黑洞,这些产生的微型黑洞也很难成长。的。
大家睡个好觉吧(^_^)我是星宇飘铃,请点击关注,我会给大家带来有趣的科普(^_^)。
以上就是关于两束光速粒子对撞会怎样?的知识,后面我们会继续为大家整理关于粒子对撞机撞出黑洞的知识,希望能够帮助到大家!
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