——谨以此文悼念2016年2月21日去世的爱国科学家、中国加速器之父谢家麟大师。同时，学一点加速器的知识，以防备有好奇心的孩子提问。
大科学家谢家麟的辞世，让我们知道了世界上还存在一种东西，竟然可以让无数高智商的科学家为之追求一辈子，为之奋斗一辈子！不知道你是不是跟小编一样，粒子加速器，听着就很有高大上的感觉！其实它离我们的生活并不远哦，我们的生活直接或间接地享受着加速器带来的便利。
另外本小编（淡定明志，私人微信dandingmingzhi）继续秉承一贯的风格，文中坚决不用专业词汇，坚决不用枯燥的数据，只讲道理！
原因：第一是由于小编本身水平有限，第二是本微信公众账号是少儿科普，第三是这一篇是写给文科生的。
所以，所以，恳请各位理科学霸手下留情，不要挑刺。另外，小编为了文章质量，请了中国科学技术大学的几位老师帮忙把关修改提建议。
万一文科生看不懂咋办，我们的总监说，看不懂，就给人家洗衣服！
一、为什么要有粒子加速器？
作为一个资深吃货，我们先从吃说起。
如果，我们想吃西瓜，或者不想吃西瓜，只想看看西瓜里边有什么，我们可以用刀切开。手起刀落，一目了然。
如果我们想吃核桃，我们会用锤子或核桃夹。
但没有工具的时候，本小编习惯用把两个核桃撞在一起，运气好，两个都撞开了，运气不好，一般会撞开一个。
但是，高能物理学家（科学家），有我们不一样的兴趣，他们想知道原子核里有什么。甚至，他们想知道电子里边有什么。（科学家的好奇心好特别）
原子核有多小呢，先说说分子有多小。一亿个气体分子排成直线，才几厘米。但是几万个原子核排成直线，才能跟原子直径差不多。如果原子是一个足球场，那么原子核就是足球场中的一只蚂蚁。这么小的物体怎么敲开它？
（小编想的脑子里都快成一团浆糊了）
但是，但是科学家有办法。不过科学家的办法跟本小编的办法原理上是一样的（本小编要去自豪一下）
那就是，让一部分大小差不多的粒子加速跑起来，以一定的速度撞向另一部分粒子（靶粒子）。如果没撞开，那只能说明两个问题：
1.第一，运气不好（没瞄准）。
2.第二，撞击力度不够。
解决的办法也很简单啊，多一些粒子，撞到的几率就会增加。多来几次，总会有一个倒霉蛋撞上。
如果力度不够，那也好办，速度加大一点。
怎么加大呢？就该我高大上的加速器出场啦!
二、粒子加速器是怎么加速粒子的？
这多少还得扯到中学的一点物理学知识。那就是，带电的粒子，在电场中受到了电场力的作用。也就是，一个静止的带电粒子，放在电场中，他就开始不由自主加速啦。电场强度越大，加速度越大。作用时间越长，获得的速度（动能）就越大。
因此，我们可以设想，我们专门为带电粒子建一条跑道，这条跑道上加了电场。我们放带电粒子进去，他们在电场作用下，就开始加速，再加速！
这就是直线加速器的原理。
直线加速器
可是跑道总会有个长度，我们不可能无限长的加长跑道。那怎么办？科学家果然是高智商的，他们还有办法。跑到头后，让他们拐回来，继续加速。
怎么拐呢，粒子们又听不懂我们的命令？
他们虽然听不懂我们的命令，他们听磁场的。这里涉及到中学物理的第二知识点。那就是运动的带电粒子在磁场中的性质。运动的带电粒子在磁场中（磁场方向跟运动方向垂直），受到垂直于运动方向的力，这个力会导致带电粒子在磁场中转圈圈（作匀速圆周运动）。当直线跑道到头的时候，我们加一个垂直的磁场，那么带电离子就乖乖地绕起圈来。等转了半圈之后，又到了直道，我们继续加电场，他们又开始加速。当直道又到头时，我们继续加垂直磁场，他们又开始绕圈。通过调整磁场强度让他们乖乖地绕到了起跑点。
（越看越像操场，有木有）
这样循环往复，在直道加速，弯道折返，粒子的能量（速度）越来越大。
可是，可是，爱因斯坦说，光速是速度的极限，越逼近光速，物体的质量越大，加速越困难。，变化的电磁场会辐射电磁波，当粒子在回旋加速器中运动的时候，总是忍不住会辐射能量。因此，这个方法也会遇到瓶颈。
费米国家加速器实验室的主注入器能使质子加速到0.99997倍光速。
回旋加速器
对撞机：
既然加速粒子，提高粒子能量遇到了瓶颈，那么科学家还有办法。那就是对撞。
就好比车祸。让一辆汽车撞一辆静止的，速度加到极限后，撞击惨烈程度不能再提高了。我们就让被撞的车辆，以同样的速度从对面开过来，轰~，惨烈程度提升了一倍！同样，粒子相撞也是同样原理。
我们中国的对撞加速器有北京正负电子对撞机。
北京正负电子对撞机结构图
从20世纪50年代初开始建造能量越来越高、流强越来越大的粒子加速器。实验上也相继出现了新的强有力的探测手段，如大型气泡室、火花室、多丝正比室等，开始了新粒子的大发现时期。到了60年代头几年，实验上观察到的基本粒子的数目已经增加到比当年元素周期表出现时发现的化学元素的数目还要多，而且发现的势头也越来越强。
高能加速器的发展又使人们发现了包括重子、介子、轻子和各种共振态粒子在内的几百种粒子。
三、加速器分类
1、粒子加速器按其作用原理不同可分为直线加速器、回旋加速器、对撞机等。
直线加速器、回旋加速器、对撞机我们在上面介绍过了。下面看一下另一种分类方式。
2、根据加速对象的不同，加速器还可以分为重离子加速器和电子加速器。
加速器一般有两类：一类是重离子加速器，；另一类是电子加速器。（因为常见的带电粒子就是质子和电子，质子带一个单位的正电荷，电子带一个单位的负电荷）。前者更多地研究原子核的构成和性质，如组成原子核的强子（一般是玻色子）；后者更多地关注组成物质的另一类粒子--轻子（一般是费米子），如绕原子核运动的电子。
目前，粒子物理已经深入到比强子更深一层次的物质性质的研究。更高能量加速器的建造，无疑将为粒子物理实验研究提供更有力的手段，有利于产生更多的新粒子，以弄清夸克的种类和轻子的种类，它们的性质，以及它们可能的内部结构。
四、那加速器研究这些看不见的极小极小的微粒，跟我们有什么关系？
1.往高大上说，是研究物质结构的最前沿,对研究世界的本质到底是什么、对人类知识创新具有重大意义。（还是跟我们普通人没关系啊）
2.经过加速的粒子流本身就是工具。
3.给粒子加速过程中的副产品，也可以有广泛的应用。根据位于合肥的中国科学技术大学国家同步辐射实验室的储旺盛老师的话说：“电子加速器还可以带来同步辐射光源，这也是物理学带给人类的慷慨馈赠。”
在大型回旋加速器中，近光速的带电粒子在磁场中放出的电磁辐射，被称为同步辐射，同步辐射是不受高能物理对撞机欢迎的东西，因为它消耗了加速器的能量，有可能破坏超导磁体组装的对撞机的工作环境阻碍粒子能量的提高。但是，人们已经了解到同步辐射是具有从远红外到X光范围内的连续光谱、高强度、高度准直、高度极化、特性可精确控制等优异性能的脉冲光源，可以用以开展其它光源无法实现的许多前沿科学技术研究。
简而言之，就是同步辐射光源很有用！
事实上，同步辐射光源已经成为生命科学、材料科学、环境科学、物理学、化学、医药学、地质学等学科领域的基础和应用研究的一种最先进的、不可替代的工具，并且在电子工业、医药工业、石油工业、化学工业、生物工程和微细加工工业等方面具有重要而广泛的应用。
五、我们先来自豪一下，看看国内加速器的发展
中国四大高能物理研究装置二十世纪80年代以来，中国陆续建设了四大高能物理研究装置：
1、北京正负电子对撞机
2、兰州重粒子加速器
3、中国科学技术大学国家同步辐射实验室，合肥的国家同步辐射光源。
4、2000年以后，国家和地方政府合作，花费14亿元之巨兴建了大科学装置上海同步辐射光源。
然而，然而不仅仅如此，中国有可能于2020年至30年前后建造世界最高粒子加速器，它将可让科学家们能更多了解宇宙的运作。
将要建造的这个加速器至少将比目前世界最大的欧洲核子研究中心建造的目前全球最大加速器的强子对撞机LHC，还要大上两倍！
这个中国建造的新加速器所产生的能量是LHC加速器所释放能量的七倍，而LHC的能量最近才刚翻了一番，达到13TeV 的碰撞能量。
PS：这才是我们需要的吉尼斯！
六、为什么国家要花费如此巨资，建设这高能物理研究装置呢？
随着科学技术的发展，人类对物质结构的认识是从一开始看到身边的各种物质逐渐发展到借助放大镜、显微镜、直到后来的粒子加速器、电子对撞机等，逐步深入到细胞、分子、原子和原子核深层次，每深入一步都会带来巨大的社会效益和经济效益。原子核及其核外电子的发现，带动了无线电、半导体、电视、雷达、激光、 X光的发展，而近几十年对原子核的研究，则为原子能的利用奠定了理论基础。
要想了解物质的微观结构，首先要把它打碎。粒子加速器就是用高速粒子去“打碎”被测物质，让正负电子在运动中相撞，可以使物质的微观结构产生最大程度的变化，进而使我们了解物质的基本性质。一直以来科学家们都致力于粒子加速器小型化，军事学家则希望制成能击穿钢铁的粒子枪。
王相綦教授说：“另外，高能物理界最新的目标，是了解质量是什么？暗物质是什么？标准模型之外还有什么新的物理现象，等等问题。这与高能加速器的发展有关联。”
加速器是中国的，粒子是全世界的。国与国之间的科技竞争势必会提升全人类的科技水平！我们拭目以待！
七、特别鸣谢
还想看淡定明志的文章的亲，小编把他往期的部分文章例举出来啦~详细可到历史消息中查看~
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