强子对撞机!当两束粒子流对撞的时候,可以达到太阳中心温度的10万倍,那这样机器能承受得了吗?

来源：学生作业帮编辑：灵鹊做题网作业帮分类：物理作业时间：2024/05/15 07:02:34

强子对撞机!
当两束粒子流对撞的时候,可以达到太阳中心温度的10万倍,那这样机器能承受得了吗?

温度不是关键的,关键的是总能和功率.所谓温度,它基本正比于粒子的动能（对于一大群粒子,就是其平均动能）.不要以为强子对撞机里的粒子动能就很大了,那只是相对而言,就在我们头顶的高空大气里,就有能量更大的粒子,那是宇宙射线中的一小部分高能粒子,它们对应的温度比10万倍太阳温度更高得多,但高空稀薄的大气也未见有什么异常,为什么呢?就因为它们太少,每平方米每年才会有一两粒这样的高能粒子.
总之,不仅要看单个粒子的动能（相应于温度）有多大,还要看这样的粒子的总数有多少（相应于总能量）以及它们在多大范围里能持续多久（相应于能流密度和功率）.打个比方,一个国家里少数几个人非常有能力而其他人都很笨,而另一个人数大致相同的国家里,虽然没有非常出色的天才,但大多数人都是聪明勤奋的,那后者的综合国力就会更强大的多.
另外,只有对撞处一个很小的范围（比一粒尘埃的大小还要小）内才能达到那么高温,而那里离管壁、探测器都还远.随着与对撞区域距离的增大,温度快速下降,到有机器实体的地方,温度早就下降到机器可以承受的范围内了.就像房子中间有个大火炉,在1厘米近旁,你会有被灼伤的危险；但在门口你只不过会感到有些热而已.可见,距离也很重要,随着远离能量中心,能量分布在越来越广阔的空间里——能量密度下降了.

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