世界最大對撞機也要被歐洲關閉?它究竟有多耗電?
開頭
歐洲能源危機是越來越嚴重了,這不世界最大強子對撞機都要面臨關閉。
這就是世界上最大、能量最高的粒子加速器,它坐落於法國和瑞士邊境,侏羅山地下100米深的地方,僅環狀隧道就有27公里長。
對撞機這玩意是用來做什麼的?
對撞機
我們都知道,構成物質的最小單位是分子,大部分分子由原子組成,那麼原子又是由什麼構成的?
但原子實在太小了,如何能更近一步的觀察它,科學家們可以說費盡了心思,經過不斷實驗後,終於發現了一種比較好的辦法。
將兩束高能粒子流進行對撞,速度越快,撞得越厲害,這就像車禍現場一樣,對撞的粒子都碎成了渣,碎片飛得到處都是。
神奇的是,有些碎片還可能隨機拼裝,組成新的粒子。
既然是車禍現場,科學家們還安排了專業工具來觀察整個過程。
比如這個探測器,它呈圓筒狀,圓面直徑 25 米,長達 44 米,重達 7000 噸,把兩架波音 737 客機塞進去都沒問題。
所以對撞機的本質就是一個加速器,能將粒子加速到接近光速,那麼它是如何做到的呢?
環形對撞機的優勢是可以通過改變磁場及電場的強度,讓粒子在環內多次加速。
磁場越強、就越能夠將粒子加速到更高的能量。
而爲了獲得更強的磁場,需要將一些材料冷卻到接近絕對零度,以期通電後的超導體能產生強大磁場。
就在這樣的條件下,當兩束質子流相撞時,它們將在一個極小的空間內產生比太陽中心還熱10萬倍的高溫。
這就使得對撞機成了耗電大戶,比如歐洲這個大型強子對撞機,高峰時需要200兆瓦的電量,即20萬千瓦,相當於隔壁日內瓦全城耗電量的1/3。
如果按照每度電1元來計算的話,運行一個小時的電費就高達20萬。
每年消耗的電量,甚至可以爲瑞士30萬戶家庭提供一年的電力。
此外,大型對撞機還會產生大量原始數據,爲了處理和分析這些數據,還需要一個由超級計算機、計算機集羣和服務器組成的全球網絡來做研究工作,而它們也非常耗電。
對撞機發現
對了,歐洲這個對撞機自2008年運行以來,最大的成就就是發現了希格斯玻色子。
這種粒子通過希格斯場,可以給其它粒子賦予質量,因此又被稱爲"上帝粒子"。這個發現補上了粒子物理標準模型的最後一塊拼圖,可謂意義重大。
但是,物理學家們並不滿足於此。
於是在2020年,歐洲批准了下一代粒子對撞機的計劃,耗資210億歐元,周長可達100公里,這將使科學家們能夠在極高精度下對希格斯玻色子進行測量。
而眼下,由於歐洲能源危機的爆發,整個歐洲電力市場在冬季到來之前,都面臨着巨大的緊縮。
歐洲核研究組織正準備關閉粒子加速器,其中就包括曾發現希格斯玻色子的大型強子對撞機。
這下,人類的基礎物理研究恐怕要停滯了,電都沒了,還研究啥哦,歐洲人還是研究一下如何過冬吧。