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把頭伸進粒子加速器,被質子束“轟擊”會怎樣?普戈斯基經歷過
- 2022-09-20
被輻射什麼感覺
加速器能將粒子的運動速度
無限接近於光速
,這也是我們能夠到達的最快速度。
有人會問,既然可以將粒子加速到這麼大的速度,那麼為什麼不能把人放進去,這樣人就能體驗一把光速飛行了。
關於人為什麼不能進入加速器,前蘇聯科學家
普戈斯基
有話要說。
他將頭伸進了當時蘇聯的
U70加速器
,
被高速粒子轟擊了頭部
。
那麼,是因為普戈斯基太瘋狂以身測試,還是發生了嚴重的科學實驗事故呢?
讓我們將時間的指標撥回1978年。
粒子加速器
加速器是透過
電場對帶電粒子加速
,從而具有
巨大的能量
。
然後用磁場約束帶電粒子的行動軌跡,讓其沿著設定的軌道執行。
這些粒子如果發生
碰撞
,那麼會出現多種情況,比如
誕生新的元素
。
1937年,人類歷史上
第一個人造元素鎝
,就是利用
氘原子核
在加速器中“轟擊”
42號元素鉬
得到的。
此外,加速器還能
人為製造輻射
,用於
醫療、農業、檢測
等多個方面。
此外,粒子加速器對於研究微觀物理有著重要的意義,只有它能無限接近愛因斯坦的
質能方程
。
在加速器中,粒子的最高速度能
接近光速的99.99%
,是人類能夠創造出來的最大速度。
或許在未來會超越光速,進入另一個文明的維度。
因此,只要是有意向發展科學的國家,都會建造
大型粒子加速器
。
上個世紀60年代,各項指標都在巔峰的蘇聯,在
普羅特維諾市
建造了
U70加速器
。
這是當時世界最先進、規模最大的粒子加速器之一,光是加速環
直徑就有1500米
。
帶電粒子就在這個“圓環”中被加速,進行一系列粒子實驗研究。
然而,這也意味著
U70一旦出現故障
,那麼在維修上得
花費巨大的精力和財力
。
因為這座大型粒子加速器,需要
半個月的時間才能關閉
,而
重新啟動又需要半個月
,折騰下來就是
整整1個月
。
花錢都是小事兒,主要是因故障耽擱的科學實驗,會影響整個蘇聯的科學發展。
怕什麼就來什麼,
1978年7月13日
,加速器的一截圓環出現了故障,必須進行維修。
此時裡面還有正在運動的粒子,為了保證維修人員的安全,就必須關閉運轉。
可一旦按下關閉鍵,等恢復正常工作起碼得1個月以後了。當時美蘇爭霸已經進入白熱化階段,1個月的時間很有可能會讓蘇聯的科學落後於美國。
於是蘇聯的科學家,同時也是這次故障的維修者
普戈斯基
,決定冒險進入加速器內排除故障。
人與粒子的對撞
當時是這樣的計劃的:
加速器不關
,但是裡面的
粒子也不能再要了
,將它們改變路徑,撞向加速器的水泥管壁,然後普戈斯基在進入加速器內部進行維修。
可是在
時間交接上
卻出現了重大事故,普戈斯基的
頭提前進入了故障區的圓環內部
,恰好遇上了一束
高能粒子
,速度達到了
10的12次方
級別,產生的輻射超過了
20萬倫琴
。
一瞬間,普戈斯基感覺自己的
腦袋被什麼東西擊穿了
,他甚至都沒有來得及感受到疼痛。
之後他被送到了莫斯科的醫生,醫生髮現,粒子的
轟擊區
主要集中在
普戈斯基的頭部左側
,他的
左顳區、左耳骨與鼻子
都有粒子轟擊後的留下的痕跡。
這些部位的
細胞開始死亡
,
頭髮、面板開始脫落
。
普戈斯基出現了昏迷,神志不清,甚至失去了左耳的聽力。
當時醫生已經下達了病危通知書,認為普戈斯基已經沒有生還的可能。
然而沒想到幾周後,普戈斯基竟然
奇蹟般地活了下來
。
不僅如此,他脫落的頭髮後來又長了出來,左耳也恢復了聽力,經過
半年的康復
,普戈斯基看起來已經沒有任何問題了。
只不過若是仔細觀察就會發現,他留下了終生的後遺症。
粒子的輻射將他
左半邊臉的面部神經破壞
,他出現了
左臉面癱
。
但是普戈斯基的大腦還能繼續運作,並且還在之後繼續從事了物理工作。
要知道當時的輻射量足足有20多萬倫琴,是人類承受極限的400倍,為何普戈斯基還能創造奇蹟,活下來呢?
奇蹟是如何發生的?
醫生認為普戈斯基能夠活下來,主要有兩個原因。
第一就是粒子束沒有攻擊到他的
大腦核心
,也就是
腦幹、神經中樞
這一塊,只是傷到了他左半腦的部分割槽域,都
不是致命的部位
。
而且這些粒子
速度太快
,它們並沒有在普戈斯基的腦袋裡呆很長時間,所以
留下來的輻射量並不多
。
第二個原因就是,因為事先已經開始在
排空管道內的粒子
,所以這束粒子流
高能但是不密集
,如果是平時那種粒子流,普戈斯基的腦袋可能直接就無了。
當然,醫生也表示,這裡面還有幸運女神的眷顧,如果普戈斯基早一點伸頭進去,很有可能會轟到他的整個頭。
一旦擊穿了
大腦的核心地帶
,那麼普戈斯基就是
腦死亡
,很有可能還沒來得及送醫院就離開了人世。
由於普戈斯基的左臉被粒子流轟擊過,所以
面部神經已經完全癱瘓
,這導致他的左臉無法做任何表情,也失去了一定的活力。
久而久之,與他的右臉看起來差別越來越大,因為右臉長出了皺紋,而左臉卻
“永葆青春”
。
不過普戈斯基本人卻將這件事情認為是一次與物理的深入交流,也讓他更加明白了粒子所具有的能量,之後投身於粒子加速方面的研究。
光速之壁
有人問,為何加速器裡面加速的,都是各種
粒子級別的物質
,屬於
微觀物理實驗
。
為什麼我們不可以
對宏觀的物體使用加速器
?比如太空飛船。
而且就算給這些粒子加速,也只是
無限逼近光速
,
無法達到光速
,也
無法超越光速
呢?
這裡就不得不提到,物體的
質量和物體運動的速度是有關係的
。
我們一直有一個誤區,那就是認為一個物體的質量是一成不變的,認為這是物體的屬性常量。
其實不然,物體的質量分為
靜止質量
和
運動質量
。
運動質量與這物體的速度有關,
速度越快,質量會越大
,當速度達到光速,物體的
質量會達到無窮大
。
當物體質量無窮大之後,有一種假說認為會變為
黑洞
,於是就會吸收周圍的其他的物體。
如果是人的質量無窮大,那麼
人體會坍塌
,形成黑洞,人就直接死了。
如果是加速器裡面的
粒子到達了光速
,那麼加速器裡面的
其他粒子都會被吞噬掉
,這些粒子會變成很可怕的存在,說明不定人類最後也會被吞噬。
此外,物體的
運動速度越快
,那麼它的
長度就會越短
,當速度達到光速後,物體的長度會變為
無限小
。
綜上所述,物體的速度如果是光速,那麼它就會變成
質量無限大、體積無限小
,根據宇宙的歷史來看,只有
奇點
滿足這個要求。
也就是這個時候,整個宇宙的
時間、空間體系全部坍塌
,一切都
回到了最初的奇點
。
這個時候,宇宙已經不存在了,需要重頭再來。因此,沒有物體的速度可以超過光速,否則會引起整個宇宙的毀滅。
穿越時空僅停留在理論階段,如果真要穿越,會引起時間空間體系的崩潰。
當然,無法穿越光速同樣屬於假設,科學家們認為光速並非是宇宙中最大的速度,只是人類已知的最大速度。
因此,這個光速之壁很有可能只是人類的科技沒有達到而已。