用于粒子对撞实验的粒子是怎样获取的?

作者: 中科院物理所

来源: 蝌蚪五线谱

发布日期: 2015-04-22 09:30:18

本文介绍了质子、电子、正电子和反质子的获取方法,以及如何将这些粒子用于粒子对撞实验。

质子的获取比较简单:首先你要有一罐氢气,然后给它加上强电场,质子和电子就分离了,把质子拿走把电子扔掉即可。电子的获取更简单了:某些材料在高温下会放出热电子,加上电场把热电子引出来就行了。晶体管出现之前的电子管就是利用了这个机制,事实上加速器用的电子枪也就是个电子管。然后看略有点麻烦的正电子:这东西哪儿都没有现成的,只能自己制造。

一般的大型加速器用到的正电子源都是靠高能光子在原子核附近对产生正负电子这一机制。高能光子的来源各有不同,很多情况下就是直接用加速过的电子打靶,高能电子在物质中的轫致辐射就是高能光子的主要来源,然后顺便就在靶内对产生正负电子了。然后看同样有点麻烦的反质子:同为反物质,肯定也得现造,制造的方法同样是打靶,只不过打靶的粒子得换成质子,毕竟靠强相互作用产生强子效率高啊。

至于保存这些粒子,一般都是把它们加速到一定能量之后放到加上磁场的储存环里让它们跑圈。

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