Plus récemment, M. Yang Institut de l'Académie Physique des hautes énergies des sciences Académicien débat Wang Yifang sur la Chine de ne pas construire un grand collisionneur de hadrons (de CEPC) est devenu un sujet brûlant dans le domaine de l'opinion publique.
Wang Yifang pense, CEPC pour explorer la loi fondamentale du mouvement du monde microscopique, tels que la nature de la recherche sur les particules de Higgs, et la découverte de nouvelles particules, telles que des particules supersymétriques, est essentiel. Tout en permettant à la Chine de devenir le centre de recherche en physique des particules du monde, dans la position de leader de la Chine dans le domaine de la science de l'accélérateur.
M. Yang croit que la physique de haute énergie, « la fête est finie, » parce que le modèle standard des prévisions de particules de la physique des particules ont tous été trouvés. Les particules au-delà du modèle standard, ces particules super-symétriques, il y a une possibilité peu probable. Étant donné que le CEPC coûteux, ont besoin de plus d'une centaine de milliards de yuans, les pays ne ont pas besoin de passer ce genre de coût irréaliste de faire le projet.
Cependant, M. Yang Une autre recommandation importante a été ignoré par tous, qui est « de trouver un nouveau principe d'accélérateur. » Que signifie cette phrase?
Maintenant synchrocyclotron particules énergétiques sur un caractère défectueux, les particules sont accélérées dans lequel le mouvement aura un fort rayonnement électromagnétique, de sorte que l'augmentation de l'énergie des particules est fortement limitée. Proportionnelle à l'intensité du rayonnement électromagnétique avec le carré de l'accélération des particules, et l'accélération de l'accélérateur en rapport avec le rayon. Plus l'accélération de rayon, plus le rayon de la plus grande d'accélération. Pour réduire les pertes radiatives, il est nécessaire de faire un accélérateur de très grand rayon.
Par exemple, le Grand collisionneur de hadrons du CERN (LHC), est un rayon de 4,3 km, circonférence de 27 km. Plan Wang Yifang rayon de CEPC d'environ 16 km, le périmètre de 100 km. Pour construire une si longue mouvement des particules à vide du conduit, et entouré par un aimant supraconducteur à basse température, ainsi qu'une variété de systèmes d'infrastructure et de contrôle, dont le coût serait énorme.
Si vous pouvez trouver une nouvelle théorie de l'accélérateur, réduire considérablement le rayonnement est accéléré des particules, il peut être très petit rayon de synchrocyclotron, ce qui réduit considérablement le coût de la construction, mais aussi être en mesure d'accélérer les particules à l'état de haute énergie. En fait, les Chinois ne veulent pas construire un grand collisionneur de particules sur la question, qui peut être la meilleure solution.
Peut Heureusement, Fuzhou Mei Xiaochun, directeur de l'Institut de physique et les incapacités Shuping Bo originales, publié un document au début de 2012 dans la revue « recherche appliquée physique » au Canada, intitulé « particules chargées dans des champs électromagnétiques analyse de la stabilité relativiste et la construction sans possibilité de pertes de rayonnement synchrotron cyclotron ---- d'un mécanisme unifié de rayonnement nucléaire et l'accélération des électrons ne sont pas le rayonnement du corps résistance à la chaleur ".
Cet article d'une nouvelle perspective de clarifier la nature physique de l'accélération des particules chargées rayonnement, posé les bases théoriques pour la construction d'une nouvelle génération de haute énergie synchrocyclotron faibles pertes de rayonnement, et donner un mode de réalisation spécifique.
Selon la théorie classique de rayonnement électromagnétique provoquée par l'accélération des particules chargées. L'article a commencé par souligner que le fait que l'expérience est pas tout à fait conforme à la théorie classique, le mécanisme physique est accéléré des particules chargées émettent des ondes électromagnétiques doivent être reconsidérés:
1. Lorsque le rayonnement de particules chargées est généralement pas une accélération en ligne droite. Tels que le mouvement des particules dans un accélérateur électrostatique et à haute pression linac est généralement pas de rayonnement. En fait, l'accélérateur linéaire international (ILC) proposé est conçu en fonction de ce fait.
2. Faire accélérer le mouvement des électrons dans bêtatroniques pas de rayonnement (Bruce Aitken essai), seulement faire un mouvement accéléré des particules chargées dans un synchrocyclotron que le rayonnement.
Les électrons et les particules en général ligne de courant alternatif 3. accéléré linéairement dans une accélération de mouvement circulaire en un courant continu dans la bobine sans rayonnement (non compris le rayonnement de la chaleur). Des expériences telles que les flux de courant supraconducteurs à basse température dans une bague métallique annulaire de forme stable, ni un rayonnement électromagnétique.
4. L'antenne radio doit généralement remplir certaines conditions, il rayonnera des ondes électromagnétiques. Si l'antenne augmente la longueur, ou redresser l'antenne pliée, celle-ci fait osciller les électrons ne sont plus accélèrent le rayonnement.
5. Un autre fait bien connu que l'atome autour du noyau à faire mouvement accéléré de l'électron est pas de rayonnement, les faits les plus élémentaires de la physique atomique jusqu'à présent ne peut pas être raisonnablement expliqué.
Sur le deuxième point, il y a une histoire largement diffusé dans l'histoire de l'accélérateur.
General Electric Company à New York, en bas Shen Natta (Schenectady) a une énergie 100MeV bêtatroniques. 1944 physicien Bruce Aitken (J. Blewett) la mise en service de cet équipement, dans l'espoir de trouver un rayonnement électronique. Bruce Aitken avec un détecteur très sensible, la bande de détection de la radio VHF de longue période de la houle.
Selon la théorie électromagnétique classique accélérateur, la vitesse de déplacement induction d'électrons est proche de la vitesse de la lumière, le rayonnement, la puissance doit être assez grande. Bruce Aitken, cependant, si le détecteur sur l'intérieur du vide de l'accélérateur ou à l'extérieur, n'a pas été en mesure de détecter le rayonnement d'ondes électromagnétiques.
Dans le même laboratoire, Pollack a construit un synchrocyclotron électronique à 70MeV en 1947. Etant donné que la chambre à vide de l'accélérateur est transparent, mais les travailleurs de la scie de processus de débogage révélant accidentellement rayonnement. Cette fréquence est appelée lumière de rayonnement synchrotron est une distribution continue, bien que principalement à la lumière visible, mais en principe, le rayonnement devrait également être présent dans la bande radio.
Pourquoi Bruce Aitken a constaté qu'il n'y avait pas de rayonnement sur bêtatroniques? Jusqu'à présent, personne ne semble aller au fond de cette question, l'énergie Bruce Aitken si accélérateur énergie accélérateur Bibolake est supérieure 30MeV. Les physiciens ont seulement interprété le Bruce Aitken ledit détecteur de fréquence de détection est trop faible, plus la fréquence du rayonnement synchrotron, Bruce Aitken détecteur indétectable.
Cependant le principe d'accélération de bêtatroniques avec le synchrocyclotron est différent. Dans le betatron, en plus du champ magnétique, le long de la direction tangentielle des trajectoires des électrons y est l'intensité du champ électrique d'un champ magnétique provoque un changement simultanément.
Dans synchrocyclotron, le mouvement des électrons en orbite que par les parties de spire de la force de champ magnétique, il n'y a pas de force de champ électrique. Dans les deux cas, une force différente électronique, et si elle aura un impact sur son rayonnement? En théorie, personne n'a étudié, et personne pour faire cette expérience.
Bruce Aitken année lorsque l'on examine le rayonnement bêtatroniques, d'autres ingénieurs laboratoire lui a dit, tout comme la rotation électronique DC dans un accélérateur d'induction de mouvement circulaire, il n'y aura pas de rayonnement.
Lorsque le courant constant à travers le conducteur linéaire, la chaleur de la résistance, ou même rouge, photons, dégagent. Cependant sans conducteur électrons dans un mouvement uniforme en ligne droite, il semble que quel que soit l'accélération, il n'y a pas de niveau d'énergie atomique du mouvement. Dans la physique actuelle, le mécanisme de rayonnement thermique de la résistance effectivement pas clair.
Yu Ping Mei Xiaochun et articles de recherche équation relativiste de mouvement d'une particule chargée dans un champ électromagnétique, des points dans un champ magnétique uniforme, le mouvement de particules chargées est stable, il ne sera pas le rayonnement. champ de force stationnaire dans le noyau, le mouvement des électrons autour du noyau est stable, ne peut pas être un rayonnement, explique ainsi la stabilité des atomes.
Toutefois, si une sorte de présent la force de perturbation et d'autres facteurs tels que les inhomogénéités de champ magnétique, un mouvement à grande vitesse des électrons au départ du mouvement relativiste de la piste, la vitesse des électrons peut devenir un imaginaire ou ultra-léger, de sorte que le mouvement impossible. Dans ce cas, l'état électronique doit être modifié par rayonnement, de sorte que le mouvement est possible.
Yu Ping Mei Xiaochun et a donc conclu que, en substance, ne sont pas une raison pour l'accélération des particules chargées générées rayonnement, est l'instabilité du mouvement relativiste d'un rayonnement générateur de particules chargées raison réelle. Irradiant une particule chargée est en fait une déformation de la réaction, générant ainsi un rayonnement de force d'amortissement, pour aider à ajuster les trajectoires des particules. Comme un gaz d'injection de moteur de fusée pour aider les Rockets posture d'alignement et pistes mouvement.
Meixiao Chun et Yu Ping ont également noté que le courant constant linéaire à travers le conducteur, l'émission de chaleur de résistance, la Bremsstrahlung nature microscopique. C'est, lorsque le noyau électronique de proximité réseau, le rayonnement nucléaire en raison de la décélération de celle-ci.
L'article décrit en détail les conditions pour générer bremsstrahlung, ce qui démontre la nature des bremsstrahlung est des effets relativistes. Ce noyau perturbe de mouvement thermique aléatoire l'orbite électronique, le mouvement des électrons par rayonnement qu'il devait se poursuivre. En outre démontré la nature de l'antenne de rayonnement est un rayonnement de freinage, de sorte que le mouvement des noyaux de pointe de décélération rapide des électrons, ce qui entraîne un rayonnement d'électrons.
Peut donc être interprétée de façon uniforme sur les noyaux des atomes d'accélération des électrons ne pas rayonner et résistance à la chaleur in vivo des mécanismes microscopiques de rayonnement, qui sont liés à la stabilité du mouvement des électrons relativistes dans le champ électromagnétique.
Selon cette conception, les particules chargées dans un synchrocyclotron lorsqu'un mouvement est principalement due à la non-uniformité du champ magnétique, et d'autres perturbations, les particules dévient de la piste de mouvement circulaire, une piste oscillations transversales dites. Avant particules énergétiques en utilisant une variété d'aimants en forme d'éventail synchrocyclotron, tels que le secteur de l'arête droite, et le secteur hélicoïdal segment d'aimant de séparation, est généré un champ magnétique non uniforme.
Un autre exemple est lorsque des électrons sont injectés dans le cyclotron, l'écart d'angle de déviation produira une orbite circulaire, et ainsi de suite. Ces facteurs entraînent l'orbite du faisceau de particules accélérées est en cours devient collecteur, une piste ondulée dans la Fig.
Ceci est principalement dû à une agitation orbitale rayonnement de particules chargées de synchrocyclotron. Lorsque la vitesse des particules est très proche de la vitesse de la lumière, un léger écart par rapport à la piste peut rendre la vitesse des particules devient plus rapide que la lumière ou imaginaire. Le mouvement des particules devrait être corrigée par le rayonnement. Dans l'accélérateur linéaire et le capteur d'accélérateur, les électrons relativistes sont possibles, le rayonnement inutile électronique général.
1. La figure oscillations transversales de synchrocyclotron en orbite d'électrons
Des expériences ont montré que, lorsque l'anneau de stockage circulaire du synchrocyclotron, le début de l'injection du faisceau, en raison du mouvement latéral, les particules sont réparties sur toute la section transversale de la piste annulaire, et est apparu le rayonnement synchrotron intense. Avec l'affaiblissement du rayonnement synchrotron, l'amplitude des oscillations transversales diminue progressivement, le trajet de déplacement des particules plus proches du centre de la piste circulaire, en un mouvement circulaire stable. anneau de stockage faisceau dans la zone latérale diminue de façon continue, la luminosité du faisceau de particules.
Lorsque la section transversale du faisceau est réduite dans une certaine mesure, non plus le rayonnement. Ensuite, les particules sont injectées dans l'anneau de stockage de nouveau, cette accumulée, la densité du faisceau de particules fortement améliorée.
Si, conformément à la théorie classique de rayonnement, le rayonnement est déterminé par l'accélération de particules chargées, des particules amplitude d'oscillation latérale est réduite dans un anneau de stockage, le bord de fuite du mouvement circulaire standard, étant donné que la même accélération centripète, est toujours d'un grand nombre de rayonnement. Par conséquent, la piste de particules est encore instable, et finalement disparaît collision avec le faisceau de paroi, le faisceau de particules chargées ne peut pas être stable dans le tube, ou les particules ne peut pas être stocké.
Toutefois, ce ne sont pas le cas, synchrocyclotron anneau de stockage de particules peut stocker, précisément ce fait, les particules sont en mouvement circulaire le long d'un accélérateur normale est pas de rayonnement.
Tant que l'élimination des facteurs d'interférence, de sorte que le mouvement orbital de particules chargées relativistes dans la synchrocyclotron de l'écurie, il est possible d'éliminer le rayonnement synchrotron, la construction de faible ou pas de rayonnement synchrotron à haute énergie synchrocyclotron pertes par rayonnement synchrotron. Dans la dernière partie de l'article, et Yu Ping Mei Xiaochun a proposé une conception de ce nouveau synchrocyclotron.
Selon la théorie électromagnétique, la direction parallèle aux deux lignes de courant sont sera attiré par le même courant à l'autre, la direction opposée sont mutuellement exclusifs. , La fixation, la même direction de courant est fourni aux deux extrémités de deux courants de ligne I1 et L2 sur la figure 2 d'aspiration (B), la répulsion contraire (a).
2. La figure deux lignes de courant d'attraction et de répulsion
Sur la figure 3, deux lignes de courant fixe, la direction du courant et de grandeur égale. Dans leur direction moyenne parallèle à la circulation des électrons, peut être considérée comme Ie courant. Si les trajectoires d'électrons dévient de la ligne médiane, des deux Ie courant formé sur la ligne force I, revenir à la position neutre de l'équilibre.
3. les lignes d'action de la FIG deux mouvements de courant fixe de particules chargées
Selon les principes ci-dessus, il peut se transformer cyclotron petites et moyennes entreprises existantes pour ce faire dans une faible perte de rayonnement, même sans perte de rayonnement cyclotron à haute énergie.
La figure 4 est une vue en coupe d'un tel tube à faisceau de particules de synchrocyclotron, disposé de manière circonférentielle le long de la paroi parallèle à la paroi de la canalisation de courant continu, les électrons e sont accélérés dans le centre de la canalisation le long d'une direction perpendiculaire au papier. La figure 5 est une vue en plan d'un plan de synchrocyclotron, disposées le long des lignes de courant des parois intérieure et extérieure du conduit annulaire, une intensité de courant I. Dans la position intermédiaire du tube de faisceau est constitué de particules chargées accélérées peuvent également être considérées comme une ligne de courant, a été pris en sandwich entre deux lignes de courant, l'intensité du courant Ie.
Solde ligne de distribution de courant 4. La figure faible perte de rayonnement synchrocyclotron vue en coupe du tube à faisceau de particules
La figure 5 est une vue en plan d'un plan de synchrocyclotron, disposées le long des lignes de courant des parois intérieure et extérieure du conduit annulaire, une intensité de courant I. Dans la position intermédiaire du tube de faisceau est constitué de particules chargées accélérées peuvent également être considérées comme une ligne de courant, a été pris en sandwich entre deux lignes de courant, l'intensité du courant Ie.
5. La figure tube à faisceau de particules à faible perte de rayonnement synchrocyclotron équilibre le plan de distribution de la ligne courante
Ainsi, les particules chargées le long d'une direction perpendiculaire au papier à un point intermédiaire dans. La figure 4, la force de sollicitation seraient les différentes directions verticale et horizontale de l'effet de Fe. Si les particules sont déviées à partir de la position de point milieu, le déplacement de l'équilibre est rompu, la gauche et la droite des lignes supérieure et inférieure de courant génère une force, les particules vers le point intermédiaire, le mouvement régulier d'équilibre final.
Les calculs montrent que le rayon périphérique de 100 mètres accélérateur rayon du tube du faisceau est de 0,1 mètres, seule l'intensité de la ligne de courant est le courant de tube de 8,5 ampères, peut faire la force magnétique de confinement Fb et Fe en tant que grand, ceci est un très index facile à atteindre.
, Peuvent être accélérées de cette manière rogner le mouvement des particules, le mouvement oscillant des particules accélérées est réduite au voisinage de l'orbite circulaire, les particules chargées sont accélérées et déplacées dans synchrocyclotron de circonférence standard. Ainsi, il est possible de fabriquer un miniaturisés, de faibles pertes de rayonnement, et même un rayonnement de haute énergie sensiblement synchrocyclotron.
Meixiao Chun et Yu Ping version chinoise de papier « Analyse de stabilité des particules chargées relativistes et aucune possibilité de la construction des pertes de rayonnement synchrotron dans le champ électromagnétique du cyclotron - l'accélération des électrons autour du noyau ne pas rayonnent résistance à la chaleur et le rayonnement dans un mécanisme unifié « voir les liens suivants:
https://www.doc88.com/p-9542937066820.html
https://wenku.baidu.com/view/f9591e687e192279168884868762caaedd33baa5
