第八七五章 加速
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直线加速器，区别于人类以往大规模建造、使用的回旋加速器，是一种更早出现、发展却相对缓慢的粒子加速器。
利用电磁场加速带电粒子，一种最直观、容易想到的方案，就是将粒子路径设置为直线，像枪炮那样用电磁场推动粒子、在末端达到最大速度，这一方案最早出现于西历1381年，但很快被回旋加速器后来居上。
到旧时代末年，人类的最大粒子加速装置，无一例外都是回旋构型。
受限于盖亚表面的地质条件，直线加速器的设计、建造，一干无法回避的难题就是选址，以及因此导致的能级限制。
众所周知，质量超过一定限度的天体，必然是球形的。
作为球状行星，很显然，盖亚表面并不存在任何天然的超长直线基址。
对人类而言，建设长度为几公里的直线建筑结构，在设计、成本与施工等方面还可接受，但在此基础上再提升一、两个数量级，代价就会大到难以接受，不仅成本飙升，一旦涉及到架空、或者穿透地壳，事实上就超出工程能力的限制。
简单计算可知，若要在盖亚表面建造一长度100公里的直线加速器，路径两端位于地表，则整条路径的最低点将位于地下两百米。
这意味着，要建设这样一座加速器，就需要在地下钻出至少几十公里的隧道。
百公里长的直线加速器，代价，还能接受，但性能也很一般。
与回旋加速器不同，直线加速器的加速过程是“一锤子买卖”，要想达到更高的能级，除提升场强外，唯一的办法就是加大长度。
一直到今天，人类仍未在盖亚表面，建造长度超过十七公里的直线加速器，
而且在可预见的未来，也不会再有。
设若要在盖亚表面，建造超级直线加速器，譬如长度上千公里的一座基础研究设施，那么，路径最低点就会到地下19.87公里.
在很多地方，接近二十公里的深度，还不会打穿地壳，但对照人类历史上钻探最深的“科拉超深井”之深度记录——12，262~12，263米，这还只是大一个直径几十公分的洞，就应该会明白，要在盖亚表面的1，000公里直线加速器，
根本一点都不现实。
当然，即便没有可行性，人类总归还是求助于“回旋加速器”。
与一锤子买卖的直线加速器不同，回旋加速器，借助电磁约束与同步交变等技术，可以很好的将不同速度之高能粒子束，禁锢在半径不变的环形路径上。
这样一来，对整体尺寸有限、周长与直径都没有很夸张的回旋加速器而言，
就有了将粒子束多次加速的机会。
通俗地讲，如果说“直线加速器”，是体育场的一百米直线跑道、一次跑完比赛结束，那么“回旋加速器”，就是场内的四百米环形跑道，只要规则允许，进行马拉松比赛也完全可以，无非是增加圈数。
不过，由于粒子在高速（接近光速）状态下，会因相对论效应而产生一些质量、性质的变化，这给有效约束带来了极大的困难。
结果则是，回旋加速器的体积优势，与能级受限间的矛盾。
从粒子加速器的概念一提出，早期的科学家，就想出了回旋加速的创意，多少年来也一直在这方面努力，但在旧时代末年，科学界普遍认为，要想达到更高的加速能级、探索物质更深层的奥秘，
就只能将希望寄托在新一代直线加速器上。
旧时代的风云变幻、波澜起伏，人类世界的沧桑巨变，让这一切都成为历史。
今天，劫后重生的净土文明，则启动了人类历史上最雄心勃勃的“新一代深空粒子加速器”计划，计划在未来五十~一百年的时间里，
建造长度达十万公里、能级达到1，000，000，000，000，000，000电子伏的超级加速器。
粒子能量达到百亿亿电子伏，这一目标，已“相当接近”人类有史以来侦测到的最高能粒子——一个想必来自宇宙深处的质子，其能量高达3*10EXP20eV。
即便还没有达到，但，比起旧时代末年的最强设施：“尤洛浦大型强子加速器”的7，000，000，000，000电子伏，也已经提升了五个数量级，从而有望获得新的实验结果，继而推动高能物理的发展。
十万公里长的设备，加速电子、质子等基本粒子，
这力量究竟会有多大呢。
换一种说法，这台预计百年后才能完全竣工的庞大工程，可以向一个质量仅为1.67*10EXP-27kg的质子，贯注0.16焦耳的能量。
0.16焦耳，显然，还是一个挺微不足道的概念，然而即便是这样的能量，足以将一瓶五百五十毫升的矿泉水抬高三厘米——一个质子这样渺小的微观粒子，具有的动能，足以将矿泉水抬起三厘米，
这是极其恐怖的概念。
十万公里的“新一代深空例子加速器”，很显然，盖亚表面是无从承载，
而必须建造在太空中。
在盖亚之外的广袤空间，建造加速器，这是科学界多少年来的一个梦想，毕竟与盖亚表面相比，太空一没有大气、无须抽真空，二没有地壳、无须搞土建，
简直就是任意驰骋、无拘无束。
不过，受旧时代人类之生产力水平的限制，这一宏伟设想，到今天才有望变为现实。
事关例子加速器，看起来，这似乎应该是物理学家关注、解析的领域，但既然这座庞然大物将部署在太空，自然就与航天机构大有关联。
当面请教任新民这样的专家，首先，方然就问起加速器的预定轨道。
轨道，对一座粒子加速器，通常是指被加速粒子的运行轨迹，但“新一代深空粒子加速器”既然要在太阳系内部署，不论主观上怎样设计，都必然得围绕太阳公转，单从径向尺寸上，甚至可以排在木星、土星之后，
成为太阳系第三大的类行星（人造）天体。
如此一来，即便方然这样的外行，也能想到深空粒子加速器不宜距离太阳过近，
否则就会被巨大的引力潮汐效应摧毁。
直线加速器，区别于人类以往大规模建造、使用的回旋加速器，是一种更早出现、发展却相对缓慢的粒子加速器。
利用电磁场加速带电粒子，一种最直观、容易想到的方案，就是将粒子路径设置为直线，像枪炮那样用电磁场推动粒子、在末端达到最大速度，这一方案最早出现于西历1381年，但很快被回旋加速器后来居上。
到旧时代末年，人类的最大粒子加速装置，无一例外都是回旋构型。
受限于盖亚表面的地质条件，直线加速器的设计、建造，一干无法回避的难题就是选址，以及因此导致的能级限制。
众所周知，质量超过一定限度的天体，必然是球形的。
作为球状行星，很显然，盖亚表面并不存在任何天然的超长直线基址。
对人类而言，建设长度为几公里的直线建筑结构，在设计、成本与施工等方面还可接受，但在此基础上再提升一、两个数量级，代价就会大到难以接受，不仅成本飙升，一旦涉及到架空、或者穿透地壳，事实上就超出工程能力的限制。
简单计算可知，若要在盖亚表面建造一长度100公里的直线加速器，路径两端位于地表，则整条路径的最低点将位于地下两百米。
这意味着，要建设这样一座加速器，就需要在地下钻出至少几十公里的隧道。
百公里长的直线加速器，代价，还能接受，但性能也很一般。
与回旋加速器不同，直线加速器的加速过程是“一锤子买卖”，要想达到更高的能级，除提升场强外，唯一的办法就是加大长度。
一直到今天，人类仍未在盖亚表面，建造长度超过十七公里的直线加速器，
而且在可预见的未来，也不会再有。
设若要在盖亚表面，建造超级直线加速器，譬如长度上千公里的一座基础研究设施，那么，路径最低点就会到地下19.87公里.
在很多地方，接近二十公里的深度，还不会打穿地壳，但对照人类历史上钻探最深的“科拉超深井”之深度记录——12，262~12，263米，这还只是大一个直径几十公分的洞，就应该会明白，要在盖亚表面的1，000公里直线加速器，
根本一点都不现实。
当然，即便没有可行性，人类总归还是求助于“回旋加速器”。
与一锤子买卖的直线加速器不同，回旋加速器，借助电磁约束与同步交变等技术，可以很好的将不同速度之高能粒子束，禁锢在半径不变的环形路径上。
这样一来，对整体尺寸有限、周长与直径都没有很夸张的回旋加速器而言，
就有了将粒子束多次加速的机会。
通俗地讲，如果说“直线加速器”，是体育场的一百米直线跑道、一次跑完比赛结束，那么“回旋加速器”，就是场内的四百米环形跑道，只要规则允许，进行马拉松比赛也完全可以，无非是增加圈数。
不过，由于粒子在高速（接近光速）状态下，会因相对论效应而产生一些质量、性质的变化，这给有效约束带来了极大的困难。
结果则是，回旋加速器的体积优势，与能级受限间的矛盾。
从粒子加速器的概念一提出，早期的科学家，就想出了回旋加速的创意，多少年来也一直在这方面努力，但在旧时代末年，科学界普遍认为，要想达到更高的加速能级、探索物质更深层的奥秘，
就只能将希望寄托在新一代直线加速器上。
旧时代的风云变幻、波澜起伏，人类世界的沧桑巨变，让这一切都成为历史。
今天，劫后重生的净土文明，则启动了人类历史上最雄心勃勃的“新一代深空粒子加速器”计划，计划在未来五十~一百年的时间里，
建造长度达十万公里、能级达到1，000，000，000，000，000，000电子伏的超级加速器。
粒子能量达到百亿亿电子伏，这一目标，已“相当接近”人类有史以来侦测到的最高能粒子——一个想必来自宇宙深处的质子，其能量高达3*10EXP20eV。
即便还没有达到，但，比起旧时代末年的最强设施：“尤洛浦大型强子加速器”的7，000，000，000，000电子伏，也已经提升了五个数量级，从而有望获得新的实验结果，继而推动高能物理的发展。
十万公里长的设备，加速电子、质子等基本粒子，
这力量究竟会有多大呢。
换一种说法，这台预计百年后才能完全竣工的庞大工程，可以向一个质量仅为1.67*10EXP-27kg的质子，贯注0.16焦耳的能量。
0.16焦耳，显然，还是一个挺微不足道的概念，然而即便是这样的能量，足以将一瓶五百五十毫升的矿泉水抬高三厘米——一个质子这样渺小的微观粒子，具有的动能，足以将矿泉水抬起三厘米，
这是极其恐怖的概念。
十万公里的“新一代深空例子加速器”，很显然，盖亚表面是无从承载，
而必须建造在太空中。
在盖亚之外的广袤空间，建造加速器，这是科学界多少年来的一个梦想，毕竟与盖亚表面相比，太空一没有大气、无须抽真空，二没有地壳、无须搞土建，
简直就是任意驰骋、无拘无束。
不过，受旧时代人类之生产力水平的限制，这一宏伟设想，到今天才有望变为现实。
事关例子加速器，看起来，这似乎应该是物理学家关注、解析的领域，但既然这座庞然大物将部署在太空，自然就与航天机构大有关联。
当面请教任新民这样的专家，首先，方然就问起加速器的预定轨道。
轨道，对一座粒子加速器，通常是指被加速粒子的运行轨迹，但“新一代深空粒子加速器”既然要在太阳系内部署，不论主观上怎样设计，都必然得围绕太阳公转，单从径向尺寸上，甚至可以排在木星、土星之后，
成为太阳系第三大的类行星（人造）天体。
如此一来，即便方然这样的外行，也能想到深空粒子加速器不宜距离太阳过近，
否则就会被巨大的引力潮汐效应摧毁。