带电粒子对撞机

摘要

本发明涉及一种带电粒子对撞机，含后回旋加速器(1)、调节台(3)、前回旋加速器(4)、固定台(6)、后速度测量器(7)、前速度测量器(8)和对撞室(9)。本发明虽然尺寸小、造价低、施工工期短，但仍然能够实现能量较低带电粒子的对撞，且高等学校有能力建造；本发明填补了较低档对撞机的空白，其能为培养顶尖科学家后备人才和接班人作出贡献，又能为研究能量较低带电粒子的对撞提供实验设备，其和北京正负电子对撞机各司其职，二者相辅相成相得益彰。

说明书

技术领域

本发明涉及一种带电粒子对撞机，尤其是较北京正负电子对撞机，长度缩短、占地面积减小、造价降低和建造工期缩短，但仍然能够实现带电粒子对撞，仍然能够进行高能物理实验的带电粒子对撞机。

背景技术

北京正负电子对撞机虽然高精尖，但占地面积大，造价高，工期长，不是高等学校能够建造得起的。而不少高等学校为培养人才和高能物理研究又特别需要。

实验分档次。从事科学前沿高能物理科学研究为“顶尖级研究”，为继承知识和掌握实验方法以及从事较高能物理探索为“高级研究”。

“高级研究”使用北京正负电子对撞机虽然可行，但北京正负电子对撞机大材小用，且不堪重负，又耽误“顶尖级研究”。不使用北京正负电子对撞机，其他地方没有，那怎么办呢？

建造较北京正负电子对撞机造价低、占地面积小、建造工期短，能满足高等学校和科学研究单位“高级研究”的对撞机，成为现实需要。也就是说，除供“顶尖级研究”的实验设备之外还需要一种满足“高级研究”的新的实验设备填补空白。

这种新的实验设备期待开发。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种带电粒子对撞机，其较北京正负电子对撞机，长度缩短、占地面积减小、造价降低和建造工期缩短，但仍然能够实现带电粒子对撞，仍然能够进行高能物理实验。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样的：

一种带电粒子对撞机，含后回旋加速器、调节台、前回旋加速器、固定台、后速度测量器、前速度测量器和对撞室。

该后回旋加速器，其加速质量为m

该前回旋加速器，其加速质量为m

该后速度测量器，其结构与公知速度选择器相同，但其不是用来选择速度，其作用有二，一是精准测量沿其轴线运动的该后带电粒子的速度，二是使对撞几率增大，其匀强电场的电场强度为E

该前速度测量器，其结构与公知速度选择器相同，但其不是用来选择速度，其作用有二，一是精准测量沿其轴线运动的该前带电粒子的速度，二是使对撞几率增大，其匀强电场的电场强度为E

该对撞室，其为该后带电粒子与该前带电粒子发生对撞的云室，其后端有供该后带电粒子以速度v

该后速度测量器上的后孔和前孔、该前速度测量器上的后孔和前孔、该对撞室上的后入射孔和前入射孔，均在同一直线上，且具速度v

所述带电粒子对撞机相对直线加速对撞机，纵向长度减小，占地面积减小，造价降低，施工工期缩短，却同样能够实现带电粒子的对撞，同样能够进行高能物理实验。

该后带电粒子和该前带电粒子的电荷性质有以下三种情况：

其一，该后带电粒子带正电，该前带电粒子带正电，该带电粒子对撞机实验的是两种带正电粒子的对撞，或同种带正电粒子的对撞。

其二，该后带电粒子带负电，该前带电粒子带正电，该带电粒子对撞机实验的是两种异性带电粒子的对撞。

其三，该后带电粒子带负电，该前带电粒子带负电，该带电粒子对撞机实验的是两种带负电粒子的对撞，或同种带负电粒子的对撞。

采用这样的结构后，由于后回旋加速器加速后带电粒子、前回旋加速器加速前带电粒子，较直线加速对撞机，后回旋加速器和前回旋加速器的尺寸大大减小。

采用这样的结构后，由于后速度测量器上的后孔和前孔、前速度测量器上的后孔和前孔、对撞室上的后入射孔和前入射孔位于同一直线上，由于后带电粒子和前带电粒子均沿该直线运动，因而后带电粒子和前带电粒子在对撞室中发生对撞的几率大大增大，提高了实验效率。

采用这样的结构后，应用公式分别计算

采用这样的结构后，由于从后速度测量器前孔射入后速度测量器的前带电粒子，所受电场力和洛伦兹力同向，必将偏转，不可能沿该后速度测量器的轴线运动，因而不可能与沿该轴线运动的后带电粒子在该后速度测量器中发生对撞。同样的道理，由于从前速度测量器后孔射入前速度测量器的后带电粒子，所受电场力和洛伦兹力同向，必将偏转，不可能沿该前速度测量器的轴线运动，因而不可能与沿该轴线运动的前带电粒子在该前速度测量器中发生对撞。后带电粒子和前带电粒子的对撞只可能发生在对撞室。

采用这样的结构后，由于从后速度测量器前孔射入后速度测量器的前带电粒子，所受电场力和洛伦兹力同向，而发生偏转，进而落到相应金属板上。同样的道理，由于从前速度测量器后孔射入前速度测量器的后带电粒子，所受电场力和洛伦兹力同向，而发生偏转，进而落到相应金属板上。这就消除了高速运动的后带电粒子和前带电粒子对人体的伤害。

采用这样的结构，特别强调，本发明不能替代北京正负电子对撞机，北京正负电子对撞机加速粒子的能量是本发明达不到的。但北京正负电子对撞机造价高、占地面积大，很多高等学校无法建造，但又需要，如果大家都涌北京正负电子对撞机，北京正负电子对撞机不堪重负，很多时候是大材小用。本发明虽非顶尖级，但也能进行高能物理实验，其造价低，占地面积小，高等学校有能力建造。本发明正好可填补较低档对撞机的空白。如果将北京正负电子对撞机比作电子显微镜的话，那么本发明就相当于光学显微镜，虽不能观察分子结构，但足以观察细胞结构。因此，本发明具有现实意义，其能为培养顶尖科学家后备人才和接班人作出贡献，又能为研究能量较低带电粒子的对撞提供实验设备，其和北京正负电子对撞机各司其职，二者相辅相成相得益彰。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1是带电粒子对撞机的原理示意图，后带电粒子带正电，前带电粒子带正电。

图2是带电粒子对撞机的原理示意图，后带电粒子带负电，前带电粒子带正电。

图3是带电粒子对撞机的原理示意图，后带电粒子带负电，前带电粒子带负电。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，一种带电粒子对撞机，含后回旋加速器1、调节台3、前回旋加速器4、固定台6、后速度测量器7、前速度测量器8和对撞室9。

该后回旋加速器1，其加速质量为m

该前回旋加速器4，其加速质量为m

该后速度测量器7，其结构与公知速度选择器相同，但其不是用来选择速度，其作用有二，一是精准测量沿其轴线运动的该后带电粒子2的速度，二是使对撞几率增大，其匀强电场的电场强度为E

该前速度测量器8，其结构与公知速度选择器相同，但其不是用来选择速度，其作用有二，一是精准测量沿其轴线运动的该前带电粒子5的速度，二是使对撞几率增大，其匀强电场的电场强度为E

该对撞室9，其为该后带电粒子2与该前带电粒子5发生对撞的云室，其后端有供该后带电粒子2以速度v

该后速度测量器7上的后孔7a和前孔7b、该前速度测量器8上的后孔8a和前孔8b、该对撞室9上的后入射孔9a和前入射孔9b，均在同一直线上，且具速度v

所述带电粒子对撞机相对直线加速对撞机，纵向长度减小，占地面积减小，造价降低，施工工期缩短，却同样能够实现带电粒子的对撞，同样能够进行高能物理实验。

该后带电粒子2和该前带电粒子5的电荷性质有以下三种情况：

其一，如图1所示，该后带电粒子2带正电，该前带电粒子5带正电，该带电粒子对撞机实验的是两种带正电粒子的对撞，或同种带正电粒子的对撞。

其二，如图2所示，该后带电粒子2带负电，该前带电粒子5带正电，该带电粒子对撞机实验的是两种异性带电粒子的对撞。

其三，如图3所示，该后带电粒子2带负电，该前带电粒子5带负电，该带电粒子对撞机实验的是两种带负电粒子的对撞，或同种带负电粒子的对撞。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明。本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。在不脱离本发明宗旨的前提下作出的各种变化，仍属于本发明的范围。