Во сколько раз скорость протонов в БАКе больше, чем в старых ускорителях?
Энергия протонов в Большом адронном коллайдере равна 7 ТэВ (7х10^12 эВ). Энергия протонов в линейном ускорителе Альвареса (1946 г.) была 32 МэВ (32x10^6 эВ). Энергия протонов в первом циклотроне Лоуренса (1930 г.) была 80 кэВ (80000 эВ). Можно ли хотя бы приблизительно оценить соотношение скоростей протонов в этих ускорителях?
Ответы (1):
Энергия на адронном коллайдере это не вполне кинетическая энергия протона. Там всё-таки встречные пучки, причём один пучок шустрее другого, и к тому же там закладывается такая мелочь, как энергия покоя протона, но если на эту мелочь плюнуть (одна семитысячная от общей энергии) и перейти для расчёта скорости в систему отсчёта одного из протонов, то получится, что второй протон приближается к нему со скоростью 0,999999989795918 с. С учётом того, что современные экспериментальные данные по определению скорости света дают погрешность плюс-минус пять метров в секунду, переводить полученное значение в единицы СИ я не стану. А то ещё и погрешность указывать придётся.
32 МэВ - это примерно одна тридцатая от массы протона.
тем не менее приходится использовать формулы СТО
у меня получилось 0,861241018791062 с
80 кэв - восемь стотысячных от массы
можно и по стандартной mv^2/2, но раз уж у меня настучался алгоритм в СТО, то будем всё считать в одном формате
скорость 0,008943914160588 c
таким образом, по отношению к скорости на ускорителе Лоуренса
скорость на ускорителе Альвареса в 96,3 раза выше
на БАК (при вышеупомянутых оговорках) в 111,8 раз выше
Самое убойное: на БАК выше, чем в 46-м году прошлого века, всего-то на 16%.