大型设备首次用于加速这类“铅原子”

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大型设备首次用于加速这类“铅原子”


    作为世界上最大的粒子加速器，2009年启动运行以来，大型强子对撞机的日常工作是加速质子和完全剥离的铅原子核。

    由于粒子加速器的工作原理是带电粒子在电场中受力而得到加速，进而提高能量，因此不带电的中性粒子不可能被加速。要想加速粒子，就必须将其变成带电粒子，这样它才能与加速器电场中的力相互作用而被加速。

    众所周知，原子由原子核和围绕原子核运动的电子组成，原子核又是由质子和中子组成。其中，每一个质子带一个单位的正电荷，中子不显电性，每一个电子带一个单位的负电荷，完整原子的正负电荷数相等，处于一个平衡状态，只要剥离一个电子，这个“原子”就会失去平衡变成带正电荷的离子。

    维氏硬度计网站认为在本次实验中，研究人员先在电子环形共振装置内将铅原子的82个电子剥离到只剩一个，使铅原子变成带正电荷的离子，然后再对其进行加速。

    此前，大型强子对撞机从未加速过带电子的原子核。在欧洲核子研究中心超高能重离子对撞实验大型国际合作组中方课题协调人、华中师范大学教授周代翠看来，加速带有一个电子的“铅原子”难度相当大。“在加速器环内运动的时候，如果环内的真空度不高，一方面有可能把这一个电子撞掉，从而改变被加速‘原子’的电荷状态，导致实验失败；另一方面正在被加速的‘原子’ 也可能与其他原子发生碰撞，这样就会对环形管壁造成强烈的破坏，那将是很大的事故。”周代翠说道。

    与此同时，大型强子对撞机工程师米凯拉·绍曼也持有类似的看法。他表示，加速带有电子的原子核很有挑战性，因为很容易将电子意外剥离，当这种情况发生时，原子核就会撞到离子束所在的管壁。

    此外，周代翠还指出，除了加速环真空度要求极高以外，被加速“原子”的荷质比也直接关系到其加速的难度。所谓荷质比是指原子核的电荷量和原子质量的比值。“当被加速粒子的荷质比为1时，也就是电荷量与质量相同时，加速相对容易；荷质比越小，加速越困难。铅原子核的荷质比大约为0.39，它的加速难度就非常大。”周代翠说。

    原来来自：维氏硬度计 www.bypi.cn

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楼猪.重量级人物阿.