中性的原子不能被加速,带电的都可以,我们一般用电压而不是速度来衡量加速器的规模,一般小型加速器都可以加速到十亿伏特,速度可以据此算出,比如正负氢离子速度差不多0.8倍光速, 大型加速器最大到几万亿伏特,基本就是0.99倍光速了,粒子加速器为什么不能超越光速?
什么是量子加速器?
带电粒子在电场中会受力而得到加速、提高能量,这是至今为止的粒子加速器采用的原理,中性粒子不可能在这样的原理下得到加速。因此,粒子加速器应定义为:利用电磁场加速带电粒子的装置。粒子加速器可以加速电子、质子、离子等带电粒子,使粒子的速度达到几千公里/秒、几万公里/秒,甚至接近光速(光在真空中的传播速度是30万公里/秒)。根据相对论原理,加速器可以把带电粒子的速度增加到无限接近光速,但无论如何也达不到光速。
现代的加速器应该称其为“加能器”更确切。举例来说,一台电子加速器,注入的电子能量为20GeV(1GeV=109 eV,也就是10亿电子伏特),相应的电子速度为0.99999999979倍光速。电子经加速器加速后,能量可达到100GeV,电子速度达到0.999999999987倍的光速。这说明,电子在这台加速器里速度几乎没有增加,而能量增加了4倍。
其实,加速器离人们的生活并不远。现代生活中已经普及的电视、计算机显示器所用的显像管就是一台小小的电子加速器。
粒子加速器最快速度?
中性的原子不能被加速,带电的都可以。我们一般用电压而不是速度来衡量加速器的规模,一般小型加速器都可以加速到十亿伏特,速度可以据此算出。比如正负氢离子速度差不多0.8倍光速。 大型加速器最大到几万亿伏特,基本就是0.99倍光速了。
粒子加速器为什么不能超越光速?
粒子加速器加速的都是静止质量不为零的粒子。
根据狭义相对论可知:随着粒子越来越接近光速,粒子的质量越来越大,加速越来越难,需要的能量越来越多。无限接近光速,就需要无限多的能量。
然而粒子加速器的能量是有限的,它最多只能把两束反向的粒子加速到理论计算的最大值,永远也不可能达到光速,更别说超光速了。
就算用三体中的环日加速器加速质量粒子,也只能接近光速。