加速器和国际合作的甏加速器和国际合作的年代aspan class=

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1、加速器和国际合作的年代1932年2月17日，英国卡文迪许实验室物理学家查德威克发现了中子。从此以后，所有基本粒子的发现都只通过三种方式：宇宙射线、加速器和利用反应堆。特别二次大战后，物理学的研究方略发生了根本的改变，很多的实验仅仅是在尽可能高的能量状态下，用一种直截了当的技术完成的而不是依靠技巧，法拉第和卢瑟福的时代已成为过去。物理学的实验成就与所投入的时间、资金、以及在每个实验中所付出的努力相匹配，物理学实验领域后期的发展方向越来越向着专门化和技术复杂化，物理学研究真正进入了加速器和国际合作的年代。1、

2、高压倍增器1904年，卢瑟福曾在圣路易斯博览会上看到过一个可以产生大约50万伏特电压的变压器，他想：这样的电压如果用于加速粒子将不至于因为被管中的气体散射而损失能量。由此可见，有效的高能量从一开始就与高真空的设备相联系。朝向高能研究的动力似乎始于1926年的一个核物理学计划的进展，其指导者是华盛顿卡内基研究所地磁部的布赖特（BreitGregory，1899～1981）博士。根据这一计划的主要实验物理学家图夫（TuveMerleΑntony，1901～1982）的说法，这次研究的主要目的是了解由质子和电子

3、所组成（1926年）的原子核如何能那么稳定地维系在一起……我们期待发现某种非电性的短程力。利用高压X射线管，布赖特和图夫得到约为5MeV的峰值电压。1927年，在柏林的一个小组开始了利用大气中的电流作为高压源的一个计划，但未获成功。1928年，一个高能原子核计划（以X射线管开始）在加州理工学院启动。1929年，当时在普林斯顿的NRC研究员范德格拉夫（VandeGraaffRobertJemison，1901～1967）开始研究以他的名字命名的充电皮带式静电起电机。利用吸附式升举器的静电平衡，电动机驱动的丝

4、绸皮带传递电荷以便在一对电极上产生相反的电势。1931年，范德格拉夫报道得到了1．5MeV的电势，他指出：“这种机械是简单、廉价和轻便的。一个普通的电灯插座就可以提供唯一需要的能源。”卢瑟福曾公开地表示他自己喜欢高能物理学。“我早就希望得到足够适于研究的原子和电子，而且它们的能量要远远超出来自放射性物体α粒子和β粒子的能量。”卢瑟福的学生考克饶夫（CockcroftSirJohnDouglas，1897～1967）从伽莫夫（G．Gamow1904～1968）那儿获悉：几百keV的质子能够穿透核势垒，并以足

5、够的速率激发核反应，考克饶夫和瓦尔登（WarburgErnestThomasSinton，1903～）因此受到启发，并劝说卢瑟福为这项研究弄到一大笔拨款——1000英镑，开始了倍增器的研究。所谓高压倍增器：就是用沿一直线排列很多互相绝缘的金属圆管，相邻的每个管子分别接在一个高频电源的两极，利用管间隙中产生的电场来加速质子，这一方法最早是瑞士格雷纳彻（H．Greinacher）发明的电压倍加器基础上发展起来的。考克饶夫和瓦尔顿不负众望，把格雷纳彻的工作向前推进了一步。经过几年辛苦，于1931年建创了一台可把

6、质子能量加速到770KeV的高压倍加器（即直线加速器）投入运行，并在较低能量下顺利地砸开了锂核、硼核和碳核等，实现了用质子轰击轻核的人工核蜕变。考克饶夫和瓦尔顿还发现，蜕变数随着质子的能量增大而增大，其变化趋势符合伽莫夫核势垒隧道效应理论对穿透几率的预见。随后美国伯克利的劳伦斯（LawrenceErnestOrlando，1901～1958）辐射实验室于1951年建创了32Mev的高压倍增器，它大大地开拓了人类对核反应研究的视野，同时也标志着科学发展史上大科学的开始；为此考克饶夫和瓦尔顿共获1951年度诺

7、贝尔物理学奖。2、劳伦斯和回旋加速器回旋加速器是美国加州伯克利辐射实验室的劳伦斯建造出来的，劳伦斯是一个天生的从零开始建起的一项伟大事业的首领，他有着非凡的科学领导能力和无限的献身精神；他将一大批杰出人才聚集在他的周围，他善于进行细心观察并冷静地做出判断，让他们充分发挥各自的独特才能。他正确地认为：他们的成功如果是在辐射实验室取得的，也是他的成功。在劳伦斯的鼓舞和启发下，伯克利辐射实验室成为一个团结奋进的集体和物理学界的一个重要研究中心。1930年，劳伦斯开始做有关共振加速的工作。这个概念要回溯到1924

8、年，当时斯德哥尔摩皇家理工学院的伊辛（IsingGustavΑdolf，1883～1960）提出用多次穿越一个电压差的办法来加速粒子。”他的思路是把带电粒子射进一个真空管，管里有一些直线排列的加速电极。当带电粒子到达真空管的末端时，电场反向，粒子反转，当它们回到起点时能量加倍，这时电场又反向，等等。按照伊辛的建议，1928年，挪威第一位加速器的设计者维德洛埃（WideroeRolf，1902～）成功地得到了加倍的能量。劳伦斯在