粒子加速器
储存环与对撞机
把束流加速到高能量是件苦差事,所以只用一次就扔掉太浪费了。储存环是一种环形机器,专门用来让高能束流稳定地循环数小时,就像一辆赛车在达到最高速度后仍长时间地跑着完美的圈。此时束流基本不再被加速;它是在被维持,一圈又一圈,随时准备被反复使用。
对撞机是一种储存环(或一对储存环),其设计让两束粒子在选定的地点交叉、彼此猛撞。通常两束沿相反方向行进——质子向一边、质子向另一边,或者电子向一边、正电子向另一边——并被引导在被探测器包裹的特定地点相遇。每束粒子都循环数小时,而每一圈两束都会在交叉点彼此穿过,从而给出数以百万计的对撞机会,无需每次都制备新束流。探测器恰好坐落在束流交叉之处,记录每次对撞溅射出的粒子。
正是这种组合,让现代的发现机器长成今天的样子。通过把强束流储存起来并让它们迎头对撞,对撞机从那些造价高昂的束流中榨取出最多有用的对撞。大型强子对撞机、LEP 和 Tevatron 都是对撞型储存环;它们的实验依赖于同一批束流连续数月、每秒彼此交叉数千万次。
在大型强子对撞机里,两束质子被储存着沿相反方向循环数小时;在两环于大型探测器内交叉之处,束团每秒彼此穿过约 4000 万次。
把束流储存起来,再让它每秒与另一束交叉数百万次。
大多数束流交叉什么有趣的东西都不会产生——粒子只是彼此错过——所以对撞机依赖于储存强而紧密压缩的束流,让它们交叉极大量次数,使罕见的对撞发生得足够频繁、可供研究。
又称
另见