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对撞机的实际用处 电子对撞机有什么用( 二 )


携手加速器对撞机寻找答案 。
要寻找哪些新的基本粒子？答案是通过加速器和对撞机 。
“简单来说，加速器就是通过电场增加能量的带电粒子，通过带能量的带电粒子进行科学研究，比如打靶或者碰撞 。比如我们家的电视机，就是最简单的直线加速器 。”吴玉生说，电子被电视加速时会获得一定的能量，能量的单位叫做电子伏特 。电场是用来加速带电粒子的，也就是给它们提供能量，提高它们的速度 。
加速器大致可以分为两类:一类叫直线加速器，一类叫环形加速器 。直线加速器是指粒子走直线，环形加速器是指粒子穿过磁场，在里面运动 。
“有了加速器，你就可以用它来进行科学研究，用带电粒子去撞击原子核或者碰撞 。”吴玉生说，粒子撞击人眼是看不见的，所以需要使用探测器，相当于代替人眼看到碰撞后产生的粒子的种类、数量和特征 。
对撞机也分两种:一种是直线对撞机，粒子相向运动，在碰撞点发生碰撞 。另一种是环形对撞机，正负电子方向相反，不停地做圆周加速，然后碰撞 。
“加速器不仅是一门物理科学，也是一门技术和工程，这是粒子加速器的一个非常重要的特点 。”吴玉生说 。
20世纪60年代，世界上第一台正电子对撞机在意大利建成 。后来，世界上最大的正电子对撞机LEP在日内瓦的欧洲粒子物理研究所建成 。之后，科学家们拆除了LEP，并在其隧道中建造了世界上最大的质子对撞机LHC 。
“因为我们要探索的物质最深处的维度越来越小，我们探索的物质层次越深，我们看到的东西就越小，‘光’的波长就越小，我们需要的能量就越大 。所以对撞机的高能量是必然的需求 。”吴玉生说，LHC是世界上最大的质子对撞机，也是能量最高的粒子加速器 。埋在地下100米的隧道里，全长27公里(包括圆形隧道) 。
“LHC体积巨大，可以将粒子加速到接近光速，这是强磁场使粒子围绕加速环运动的结果 。它的磁场强度很大，所以如果放在地面上，周围大面积不允许有其他设施和人员存在 。”吴玉生说，LHC被深埋地下，是为了排除其他干扰，获得更纯净的实验环境 。
“大型强子对撞机的能量状态可以和大爆炸后不久的状态相比 。科学家利用质子碰撞后的产物来探索物理现象，例如，寻找标准模型预言的希格斯粒子，探索超对称、额外维度等标准模型之外的新物理 。”吴玉生说 。
事实上，在建设LHC的过程中，科学家们已经取得了许多改善我们生活的科研成果 。例如，互联网最初是由欧洲粒子物理研究所的科学家发明的，用于解决数据传输的问题 。其他成就如癌症治疗、销毁核废料和帮助科学家研究气候变化也受益于大型强子对撞机 。


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