一旁的徐云也点了点头。
众所周知。
从步骤上划分,粒子对撞机大概可以分成三个部分:
生产粒子、加速粒子、分析粒子。
其中生产粒子的方法很多,主要分成电子源和离子源。
电子源就是加热、光电效应、场致发射或者次级发射——当初徐云在1850副本中使用的就是场致发射原理。
至于离子源就比较多了,啥负离子源、正电子源、反质子源、中子源等零零散散好多种。
加速粒子则主要靠的是磁场和电磁,难点一是加速长度...也就是管道强度,二是聚焦。
在三个模块中,最具备技术力的其实是第三个,也就是分析粒子。
在徐云穿越来的2023年,分析粒子的技术已经很成熟了。
比如说CMS有两级降频,快速判断事件的价值,过滤无聊的对撞事件,筛选有价值的对撞事件。
这种降频技术也叫Trigger,两级Trigger分别可以把频率降为100kHz和1kHz。
另外还有多丝正比室、漂移室等等,华夏的燕京正负电子对撞机上的谱仪实验就使用了漂移室。
不过在眼下这个时期,技术就比较原始了。
例如众人面前的这架串列式加速器。
它使用了硅半导体作为探测传感器,因为这种材料能够在粒子对撞中大量的辐射中幸存下来,并且能提供高精度的位置测量。
而这种传感器的基本结构就是半导体器件中常见的p-n结,这个结构被发现于1940年3月6日。
这辈子导过的同学应该都知道。
当对p-n结施加外部电压后,p-n结内部会产生一个耗尽层,耗尽层内有电场。
当一个高能带电粒子穿过耗尽层的时候,会将p-n结的晶格原子电离,产生能自由移动的正负电荷。
这些正负电荷在电场的作用下就移动到了p-n结的边缘,因此可以被收集起来产生信号。
硅探测器通常用来探测粒子走过的“路径”,如果同时有外加磁场,硅探测器就能探测到粒子在磁场中的偏转角度,进而计算得到粒子动量。
不过这还只是分析粒子的模块之一罢了。
径迹探测系统和磁场结合能探测到粒子的动量,但是粒子的能量的探测还需要另外的探测系统,那就是量能器。
高能电子或γ光子在介质中会产生电磁簇射,其次级粒子总能量损失与入射粒子总能量成正比,收集到总能量损失即可确定粒子的总能量。
而强子量能器利用强子会在介质中产生复杂的强子簇射的原理,通过测量强子簇射过程次级粒子的沉积能量得到入射强子的能量(也包括少量电磁簇射,不过我不知道剑桥的这台串列式加速器能不能检测到,放句话在这儿防止被杠)。
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