第367章 對撞實驗(求訂閱)

未來科技公司的超大型粒子對撞機項目一直備受物理學界的關注,此時傳出超大型粒子對撞機建成的消息,頓時在物理學界引起了轟動,許多物理學家表示無法拒絕超大型粒子對撞機的誘惑,紛紛聯繫未來科技公司,希望加入未來科技公司的研究團隊,共同解開希格斯玻色子的秘密、反物質的秘密、暗物質和暗能量的秘密等一系列現代物理學難題。

媒體也對此事進行了報道,然而大部分普通民衆一臉懵逼,超大型粒子對撞機?希格斯玻色子?物體爲什麼有質量?反物質?標準模型?暗物質和暗能量……我去,完全看不懂啊有木有,物理學真的好難啊,我還是戴上虛擬頭盔去虛擬世界好好享受一下吧,我們猛虎輪迴小隊馬上就要和其他五個輪迴小隊在魔改版《大唐雙龍傳》世界中進行團戰了呢!

張偉和未來科技公司的物理學家則完全沒有理會外界的看法,他們在第一時間來到了月球,準備啓動實驗。

一個半小時後,張偉便從地球來到了位於月球上的高能物理研究中心,門口空蕩蕩的,連一個警衛也沒有,但是它的安保措施卻極爲嚴密,每個人都要驗證腦電波之後,才能夠進入。如果想非法闖入,安裝在隱秘角落的激光武器會立刻啓動,擊殺闖入者。

“歡迎張偉博士!”

當張偉走到門口時,一個聲音響起,隨後,研究中心的大門自動打開,當張偉進入後,又立刻關閉。

這個研究中心,在地表上的建築其實什麼都沒有,只是一個入口,真正的工作地點在地下50米深處。

張偉走到最前方,這裡有20部通往地下的電梯,這些電梯同樣需要驗證腦電波後纔會解鎖。

從電梯走出後,便是一個面積超過200平方米的大廳,而整個地下建築的面積超過10萬平方米,實驗區有7萬平方米,生活區有3萬平方米,有一千多名科學家在這裡工作。

“什麼時候可以開始實驗?”

張偉看向前來迎接他的高能物理研究中心負責人陸志龍,問道。

“博士,隨時都可以進行實驗。”

陸志龍微笑道,臉上有着一絲期待,事實上,所有參與這個項目的科學家,都希望超大型粒子對撞機能夠儘快運行。

“一個小時後,開始實驗。”

張偉吩咐完,陸志龍立刻開始安排工作,現場一片忙碌。

張偉則來到了控制中心,坐鎮指揮,此時,控制中心的各個虛擬屏幕上正顯示着粒子對撞機的狀態以及各項參數。

其中很關鍵的一項參數是溫度,因爲大型粒子對撞機中要用到超導磁鐵,而爲了讓電磁鐵變身超導體,有效傳導電流,沒有電阻消耗或能量損失,就需要將它們冷卻至超低溫,目前,粒子對撞機的溫度是-272.3℃,這裡是地球上最冷的地方之一,甚至比外太空溫度還要低一些——外太空的溫度穩定在-270.5℃左右。由於這個原因,粒子對撞機必須與一個液態氦分流系統和其他設備相連,這個液態氦分流系統是用來冷卻磁體的。

有趣的是,當把粒子加速到接近光速,然後發生碰撞時,又會產生人爲製造的最高溫度——大約10萬億攝氏度。

很快,一個小時就過去了,準備工作全部就緒。

“未來科技公司超大型粒子對撞機第一次實驗,正式開始。”

隨着張偉一聲令下,與粒子對撞機相連的6座大型核聚變發電站立刻啓動,爲粒子對撞機提供磅礴的能量。

“磁場啓動完畢!”

“釋放質子束!”

兩束質子流分別通過不同加速管,向相反方向傳播,它們在磁場的作用下開始不斷加速,最終將加速到接到0.9999999倍光速,然後發生碰撞。

前面已經提過,根據愛因斯坦的狹義相對論,一個物體的能量等於其質量乘以光速的平方(e=mc2),增加粒子能量實際上也增加了粒子的質量,所以,當質子離光速越來越近時,提高粒子動能所消耗的加速器能量會不斷增加。而現在這座超大型粒子對撞機的極限,就是將質子加速到0.9999999倍光速。(總的來說,普通物體是不可能達到光速的,除非是在靜止狀態下沒有質量的光子等特殊粒子。)

而當質子被加速到接近光速時,除了具有極大的能量,還有神奇的事發生——時間變慢。利用這一原理,或許可以製造出時間機器。斯蒂芬·霍金教授曾經就指出,如果有一個與歐洲大型強子對撞機(lhc)性能相當的“人類加速器”,可以使乘客的速度接近光速的話,根據狹義相對論,對於同一段時間,機器之外的人覺得過了好幾年,但加速器內的乘客會感到只經過了幾天。當他們結束這次加速旅行時,會比其他人年輕許多。當然,這幾乎是不可能的事情,因爲如果想要把一個100千克的物體加速到光速的99.9%,就需要使用1億億焦耳的能量,這代價太高了!

……

隨着時間的推移,兩束質子流已經完成了第一級加速,然後是第二級、第三級……每個質子的速度越來越快,達到了0.9倍光速、0.999倍光速……質子的能量也越來越高,質量也在緩緩增加……

這個時候的質子束是極其危險的,在1978年,前蘇聯國家高能物理研究所有一名叫做anatolibugorski的普通物理學家被粒子加速器射出的高能質子束“爆頭”,當時,他“看到了比一千個太陽還要亮”的光,但是卻沒有感到疼痛,但是他其實已經受到了傷害。

幸運的是,他活了下來,不過高能質子束已經穿過他的臉,燒燬了他的骨頭,還損害了其下的腦組織,讓他左耳完全失聰,左臉癱瘓,而且常常癲癇發作。截至目前,他是世界上第一個也是唯一一個被粒子加速器射出的高能質子束爆頭的人。

經過一級一級的加速,兩束質子流的速度與光速的差距不斷縮小,最終在超級質子同步加速器中達到了這座大型粒子對撞機的極限——0.9999999倍光速。

“碰撞即將開始!”

“探測器準備就緒!”

“量子計算機準備就緒!”

隨後,兩束向相反方向傳播的質子流迎面碰上,發生了激烈碰撞!根據預測,在一秒鐘內發生的碰撞次數會超過10億次!

一個個質子被撞得“粉身碎骨”,釋放出令人難以想象的能量,在一個極小的空間內產生比太陽中心熱10萬倍的高溫,即大約10萬億度,同時還有一場小型“宇宙大爆炸”上演,也有微型黑洞誕生,現有物理學理論認爲,這就是在近140億年前宇宙形成的瞬間過程。不過,這一切持續的時間很短,比百萬分之一秒還要少,以人類的肉眼是觀察不到的,必須依靠探測器。

爲了抽樣檢查和記錄每秒多達10億次的質子相撞結果,未來科技公司已經制造了測量粒子的精確度是納米的龐大儀器,而且還爲超大型粒子對撞機配備了先進的電子觸發系統,它測量粒子經過時所用時間的精確度,大約是六十億分之一秒。這個觸發系統在確定粒子的位置時,精確度可達十億分之一米。這種令人難以置信的快速和精確反應,是確保一個探測器連續層內記錄的粒子保持一致的基礎。沒有這些技術,就無法獲得精確的數據,會給研究帶來很大的困難!

而爲了這些龐大的數據,未來科技公司還準備了一臺80個量子位的量子計算機,以及上千名物理學家,由此可見,科學研究是極其燒錢的,除了錢多的沒地方花的未來科技公司,其他國家或公司就算有相應的技術,也不一定捨得投入!

探測器將採集到的數據傳輸到量子計算機後,科學家們並沒有立刻開始研究,而是在張偉的吩咐下,進行第二次實驗,第三次實驗……

每一次碰撞,都會產生龐大的數據,若不是量子計算機的存儲能力也很優秀,現在肯定已經被數據塞滿了。

在經歷了無數次實驗後,張偉才吩咐停止實驗,然後他和衆多科學家一起,對這些實驗數據展開了分析。

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