Почему Большой адронный коллайдер не может разгонять частицы до скорости света?

Вы когда-нибудь задумывались, почему Большой адронный коллайдер (БАК), самый мощный в мире ускоритель частиц, не может заставить частицы двигаться быстрее света? В конце концов, он может столкнуть протоны с колоссальной силой в 13 тераэлектронвольт (ТэВ), что примерно в 0,99999999 от скорости света в вакууме. Довольно близко к свету, но недостаточно, согласно специальной теории относительности.
БАК.
БАК.
Теория Эйнштейна говорит нам, что ничто не может двигаться быстрее света в вакууме - 300 000 километров в секунду.
Только безмассовые частицы, такие как фотоны, могут достичь этого конечного предела. Но протоны, как и всякая материя, имеют массу. А масса — штука хитрая, когда дело доходит до скорости.

Видите ли, масса и энергия — это две стороны одной медали, как прекрасно показал Эйнштейн в своем уравнении E=mc^2.
Это означает, что чем больше энергии вы отдаете объекту, тем большую массу он приобретает. И чем больше у него масса, тем труднее ему разогнаться.
Это как пытаться толкать велосипед весом в грузовик. Вам нужно больше силы, чтобы сдвинуть грузовик с места.
Почему Большой адронный коллайдер не может разгонять частицы до скорости света? - 958852688459
Чтобы массе достичь скорости света, ей нужно передать бесконечное количество энергии, а это невозможно.
По мере того, как скорость протона приближается к скорости света, его масса увеличивается, а длина сокращается, и толкать его становится все труднее.
В конце концов вы достигаете точки, когда сколько бы энергии вы ни вкладывали в протон, протон не будет двигаться быстрее. Он застрял на максимальной скорости, которая всегда меньше скорости света.
Изменяются не только масса и длина протона, но и его время.

Само время замедляется для протона, когда он приближается к скорости света. Это называется замедлением времени и означает, что с точки зрения протона все остальное во Вселенной движется быстрее, чем обычно.
Таким образом, даже если бы протон каким-то образом смог достичь скорости света, он также достиг бы состояния, в котором время для него останавливается. И это не очень весело.
Магистраль БАК.
Магистраль БАК.
Коллайдер спроектирован таким образом, чтобы свести к минимуму любые помехи пучкам частиц, которые состоят из миллиардов протонов, движущихся в противоположных направлениях по 27-километровому кольцу.
Кольцо находится в вакууме, поэтому нет молекул воздуха, с которыми можно было бы столкнуться. Кольцо также окружено мощными магнитами, которые направляют и фокусируют лучи к четырем точкам столкновения, где они сталкиваются друг с другом и создают новые частицы.

Однако даже в вакууме остаются молекулы газа и рассеянные фотоны, которые могут взаимодействовать с протонами.
Эти взаимодействия могут привести к тому, что некоторые протоны потеряют энергию или немного изменят направление, что приведет к снижению качества и интенсивности лучей.

Чтобы предотвратить это, БАК использует специальные устройства, называемые коллиматорами и поглотителями пучков, чтобы поглощать или отклонять любые нежелательные частицы до того, как они достигнут детекторов.

Источник: BH...
#наука

Комментарии

  • 12 ноя 2023 17:17
    БАК это самая совершенная машина созданная человеком... действительно в рабочей кольцевой камере ОДНОВРЕМЕННО и по разным но очень близким орбитам циркулируют сразу 2 потока протонов или ядер свинца которые направлены в ПРОТИВОПОЛОЖНЫЕ стороны, то есть встречные пучки точно в срок сталкиваются друг с другом в специальных детекторах... с ДВОЙНОЙ СКОРОСТЬ СВЕТА...
  • Комментарий удалён.
  • 27 ноя 2023 14:32
    Если частица или любой другой объект , превысит скорость света это будет означать, что он движется из будущего в прошлое ...
    Это видно из системы координат, где У- движениепо шкале времени, а Х- шкала движения в пространстве....
  • 27 ноя 2023 14:34
    Да нет никакой двойной скорости света ...
    Два фотона , летящие хоть друг к другу, хоть друг от друга , летят с скоростью света...
  • 27 ноя 2023 16:00
    Фотоны свет... да.. Но тут навстречу друг другу летит ВЕЩЕСТВО в виде протонов или ядер свинца почти со скоростью света.....
  • 27 ноя 2023 16:05
    А какая разница?
    Это по определению механики ОТНОСИТЕЛЬНОЕ движение, можно сказать , что один поток движется ОТНОСИТЕЛЬНО другого с двойной скоростью, но при условии, что один из потоков стоит на месте , причём это всё "умозрительные" выводы ....
  • 27 ноя 2023 16:16
    Ну что ж... будем считать что ваше утверждение совсем не умозрительное. Наверно вы ЗНАЕТЕ это на верняка...
  • 27 ноя 2023 16:17
    Это определение механического движения Галилея....
  • 27 ноя 2023 16:24
    В принципе для учёных важна не скорость а энергия частиц... и тут кроется одна фатальная проблема связанная с изучением строения материи...
  • 27 ноя 2023 16:25
    Энергия и есть мера движения частиц, то бишь их скорость ....
  • 27 ноя 2023 16:26
    А как на счёт массы быстрых частиц?
  • 27 ноя 2023 16:28
    Чем меньше масса, тем быстрее движется частица ...
    Это в 18-19 веках масса отождествлялась с количеством вещества.
    Сейчас это больше , как взаимодействие с полем....
  • 27 ноя 2023 16:33
    А вы знакомы с релятивисткой теорией?...Согласно ТО Эйнштейна масса материи при скоростях близкой к скорости света увеличивается в геометрической прогрессии... Если скорость протона достигнет скорости света то его масса должна быть бесконечной...
  • 27 ноя 2023 16:35
    Если бы , да кабы ...
    Именно наличие массы , не даст протону достичь скорости света.... Для этого нужно бесконечное количество энергии.
  • 27 ноя 2023 23:38
    Скорость света может превышаться, если при этом невозможна передача полезной информации. Например, между запутанными квантовыми частицами связь осуществляется с бесконечной скоростью.