第225章 进驻基地

而“希格斯粒子工厂”最大的特点，是它的加速装置中除了延用传统加速方式之外还采用了大量的等离子加速器。

等离子体是有别于固态、液态、气态的第四类物质形态，它不像空气主要是由分子、原子等中性粒子组成，而是由带正电的离子和大量自由电子组成。

通常一个正离子所带的电荷是一个自由电子的几倍，但自由电子的数量反过来却是正离子的几倍，于是二者扯平，等离子气整体呈电中性状态。

如果把一束脉冲电子射入等离子气中，脉冲电子在前进途中要跟等离子气中的正离子和自由电子相互作用。

由于正离子的质量通常要比电子大几千倍，所以正离子基本上“岿然不动”，但那些自由电子却被脉冲电子排斥到老远。所以在脉冲电子瞬间所在的区域，正电荷的浓度要远大于负电荷的浓度，相当于脉冲电子“清扫”出一片没有负电荷的“等离子泡泡”，这个泡泡整体带正电。

这个大型粒子对撞机是当前世界上最大的，整个环路长约52公里，贯穿了附近的山体，项目的名字叫“希格斯粒子工厂”。

据秦西峰介绍，“希格斯粒子工厂”最大的特色就是它的加速器。

简单的讲，粒子对撞机的核心机制就是将两束粒子进行加速后进行碰撞，而将粒子加速就是该项目核心的核心。

将粒子进行加速的传统方法主要是直线加速和回旋加速。

直线加速的方式举一个例子很容易理解，比如把金属板以一定的间距平行放置并通上电，在金属板之间就建立了均匀电场。在板上各挖一个相互对准的小孔，让一个带正电的粒子从负极板的孔中射入，在电场作用下，它将运动得越来越快。当它从正极板的小孔飞出时，如果紧跟着又飞进另一个平行板电场，它将再次被加速……带电粒子每次获得的能量取决于两平行板之间的电压。

这个“等离子泡泡”随着脉冲电子的运动向前移动。在它的尾部，就像一艘快艇开过之后其尾部的水迅速合拢一样，那些被“等离子泡泡”排斥出去的自由电子，等泡泡“开过去”之后，在那些呆在原地不动的正离子的吸引下迅速汇集。

于是在“等离子泡泡”里头汇集的是大量正离子，而在其尾部汇集的却是大量自由电子，一个带正电，一个带负电，两者之间就形成了很强的电场。

这个电场最高甚至可以达到每米1000亿伏特的量级，是传统加速器望尘莫及的。

于是粒子在一个等离子加速器中加速后，飞到下一个等离子加速器中继续加速……最终可以把粒子的能量加速到非常非常高的量级。这就是“希格斯粒子工厂”最特别的地方。

在这个基础上，如果再加一个磁场让粒子做圆周运动，然后一次次穿过两块金属板之间的电场，每穿过一次就被加速一次，这就是回旋加速。

所以要想让粒子获得更高的能量，就要把直线加速器造得尽可能长，回旋加速器造得直径尽可能大，这也是为什么粒子对撞机越建越大的原因。

不过能量并不是决定加速器庞大的唯一因素，从理论上说，只要提高加速电场的电压，在保证输出粒子能量不变的前提下，加速器完全可以造得小一些。

但问题在于实践中加速器的加速电压不能设计得很高。如果两板之间的电压太高，电场强度太大，那么金属板中的自由电子就会被电场从金属表面拽出来，射向正极板，跟正极板上的正电荷中和，这种现象有个术语叫击穿。

所以为了避免被击穿的命运，只能在安全电压下一点一点给粒子加速，于是就导致了加速器越造越大。