第831章 粒子加速實驗,相對論效應

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  因為下午要進行實驗,團隊成員都沒有離開實驗樓,而是讓兩名學生助理去食堂帶來食物。

  很快,助理便拿著紙盒裝的熱狗還有咖啡回來,放在桌上,任由大家拿去。

  方文雖然才加入這個團隊,卻很自然融入其中,拿起一個熱狗吃下。

  吃完中飯,是一個小時午休時間,畢竟這個時點學生都休息了,進行實驗可能出現意外闖入者。

  勞倫斯也藉此機會,讓方文與團隊其他人進行交流。

  「大家都聽我說過方先生的奇特能力。現在如果有誰不信的話,可以請他向大家證明一下。」

  團隊成員們紛紛看向方文。

  對此,不用別人質疑,方文主動站出來。

  隨著手指的移動,一支金筆從團隊實驗物理學家羅伯特·威爾遜的上衣兜中飛出,環繞著方文轉動。

  隨後,輻射檢測與核化學專家米利肯·懷特的結婚戒指也在晃動。

  「它要離開我了!」米利肯·懷特驚訝道。

  「應該不會,太緊了。」方文笑著回道。

  「謝天謝地,你的魔術太利害了。」米利肯·懷特捂著戒指道。

  「這不是魔術,在很久以前,它被稱為神的能力。」方文舉起右手,向大家展示那枚維京符文戒指。「就是它,帶給我這種奇特的能力。除了它外,我還擁有一些其他神奇的物品。這也是我能加入你們實驗團隊的原因。」

  為了融入這個團隊,方文說出了一些秘密。

  這也成功引起了研究團隊成員們的好奇心。

  趁著午休時間,方文向他們說起了自己的冒險生涯。

  以及冒險過程中得到的那些神秘物品。

  可以治療的四面金佛,讓人更加虔誠的琥珀十字架,都讓這些科學家們大呼驚奇。

  這樣的互動,也成功讓方文融入了這個團隊,不再有人質疑他。

  畢竟可以通過電磁力控制物體移動的能力,也是對他們的實驗很有用。

  一個小時過去。

  實驗即將開始。

  方文站在勞倫斯身旁,目光緊緊鎖住這台凝聚了時代頂尖科技的設備。

  勞倫斯異常嚴謹大聲道:「準備開機,各崗位匯報狀態。」

  「離子源調試完畢,熱陰極加熱正常,可穩定產生鈾離子。」

  負責離子源的研究員俯身檢查完設備,抬頭高聲匯報,他手中的儀器顯示,熱陰極發射能力已達到穩定值,足以產生滿足實驗需求的離子束。

  方文按下皮帶上的開關,啟動感知異能,同時給維京符文戒指和縱目寶石注入能量。

  異能啟動,他看到了完全不一樣的景象。

  離子源的核心部件上,那是一個形似啞鈴的裝置,正是產生帶電粒子的關鍵,他能隱約看到裡面微弱的紅光,那是熱陰極加熱後的跡象。

  「磁場系統就緒,電磁鐵勵磁完成,磁場強度穩定在1.0T,符合實驗參數。」另一位研究員盯著磁場監測儀,筆尖在記錄簿上快速滑動,「D形盒間隙電場調試完畢,交變電場頻率校準無誤,可滿足離子諧振加速條件。」

  勞倫斯發明的回旋加速器,核心便是利用磁場與電場的協同作用,讓帶電粒子在D形盒中做螺旋運動,反覆加速,無需過長的軌道就能獲得足夠能量,這也是它相較於傳統直線加速器的最大優勢。

  「真空系統運行正常,偏轉室與加速腔真空度達標。」

  真空腔的設計可避免離子與空氣分子碰撞,保證運動軌跡穩定

  「收集系統就緒,兩個收集器已校準位置。」

  兩個收集器,分別對應鈾-235與鈾-238的偏轉軌跡。

  「監測系統全部在線,質譜儀、蓋革計數器正常工作。」

  這些監測設備,可實時記錄離子束強度、能量與輻射值,是實驗數據的量化展現。

  一聲聲匯報陸續傳來,方文也同步對這台設備進行異能解構。

  勞倫斯微微點頭,目光掃過全場,最後落在方文身上:「方先生,你展現了非凡的能力,我需要你來提供有效且真實的判斷。現在,我要說明下本次實驗的內容。開機後離子束會從中心注入,在D形盒中加速,隨後進入磁場區域發生偏轉,當速度達到一定程度,便會分離,形成兩種不同的鈾同位素,被收集器收集。但目前為止,我們成功的次數非常少,希望你能帶來幫助。」


  「明白。」方文回道。

  「開機!」勞倫斯一聲令下。

  實驗室里瞬間響起一陣低沉的嗡鳴,那是高壓電源啟動、電磁鐵開始高速運轉的聲音,地面甚至能感受到細微的震顫。

  方文也全神貫注用異能觀察著。

  眼前原本冰冷厚重、布滿管線與金屬外殼的 60英寸回旋加速器,褪去了工業外殼,在他的感知里變成了極致精密、磅礴有序的微觀世界。

  他能「看見」上下兩百噸重的巨型磁極里,無數電子順著勵磁線圈瘋狂奔涌,如同兩條永不枯竭的金色洪流,順著銅製線圈層層纏繞、往復循環,在磁極間隙里織成了一張密不透風、均勻穩定的垂直磁場網。

  那磁場不是無形的,在他的感知里是泛著淡藍色柔光的緻密力場,每一根磁感線的走向、每一處磁場強度的細微波動,都清晰無比。

  視線穿透上下磁極之間密封的真空腔。

  隨著機器的運行,真空腔中心的離子源亮起極淡的微光,一顆顆粒子被剝離出來,帶著微弱的初始能量,被磁場輕輕托住,踏入螺旋形的加速軌道。

  在方文的眼裡,這些粒子不再是不可見的微觀物質,而是一顆顆拖著淡金色尾跡的光點,順著磁場的約束,一圈圈勻速迴旋。

  每一次穿過 D形電極的間隙,就會被交變電場狠狠推一把,能量瞬間躍升,軌道半徑隨之微微擴大,尾跡的光芒也亮上一分。

  光點一圈圈盤旋,速度越來越快,軌跡從細密的小螺旋,緩緩舒展成覆蓋整個真空腔的大圓,能量層層堆迭、不斷攀升,從初始的微弱動能,一路暴漲向十幾萬電子伏特的峰值。

  累,極致的疲倦突然升起。

  方文無法繼續這種奇特的入微觀察狀態。

  直接從微觀觀察中退出。

  設備還在運行中。

  方文暗嘆,可惜啊,只看到部分粒子束流產生以及運行,卻已經無力再觀察之後的粒子束被收集的過程。

  那也是最關鍵的,能看到,就能知道這台設備的問題出在哪。

  一陣轟鳴聲。

  機器電源關閉。

  設備逐漸停止恢復平靜。

  工作人員戴著鉛膠防護手套,小心翼翼從回旋加速器磁極間隙的真空腔里取出兩枚金屬收集器,平放在防輻射操作台中央,神色帶著一絲不易察覺的緊張。

  他拿起蓋格計數器,探頭緩緩貼近第一枚收集器表面,儀器只發出零星的「咔噠」聲,間隔漫長,錶盤指針幾乎紋絲不動,始終停留在背景輻射的基準刻度線附近;隨後他移動探頭,對準第二枚收集器,情況依舊,沒有任何密集的脈衝聲響,指針偶爾輕微晃動,卻始終未達到鈾 235富集後的輻射閾值。

  他反覆調整探頭角度、更換檢測位置,又核對了蓋格計數器的校準參數,確認儀器正常無誤後,才抬頭面向勞倫斯匯報:

  「勞倫斯先生,檢測結果不理想。蓋格計數器讀數持續處於背景輻射水平,計數速率極低,兩枚收集器檢測到的電離輻射強度,均未達到鈾 235富集後的標準輻照特徵,與空白對照組的檢測數據基本一致。

  可以確定,本次鈾 235同位素分離實驗未成功,收集器內未富集到有效濃度的鈾 235組分,推測是加速束流穩定性、磁場均勻度或分離參數設置出現偏差,導致同位素分離未達到預期效果。」

  勞倫斯眉頭瞬間擰緊,身旁的研究員們也紛紛返回各自操作崗位,立刻開始檢查回旋加速器的各項運行參數,排查實驗失敗的原因。

  他看向方文:「這次實驗我們又失敗了,成功率不到百分之十。我希望你的到來能夠帶給我們好運。」

  處於疲倦狀態的方文強打起精神道:「會好起來的。下一次實驗,我要參與其中。」

  勞倫斯想了下:「你可以做監測記錄員,下一輪實驗在後天開始,我們的實驗需要消耗大量電能,無法每天都進行。你在這段時間裡,就跟著米利肯·懷特學習能量監測記錄。」

  隨即,方文便被安排到和輻射檢測與核化學專家米利肯·懷特一組,一同工作。

  兩天時間過去。

  方文使用異能進入微觀觀察的消耗恢復,也向米利肯·懷特學會了如何使用實驗室設備進行能量監測。

  新一輪實驗開始。


  這次,方文作為能量監測員,進入工作位,一邊監測各種數據,一邊用異能觀察著。

  回旋加速器通電後。

  首先啟動的是真空系統,真空泵持續運轉,將加速腔與偏轉室內的空氣徹底抽出,儀錶盤上的真空度指針緩緩攀升,最終穩定在預設數值。

  緊接著,離子源開始工作,熱陰極被持續加熱,電子被剝離,鈾原子失去電子後形成帶正電的鈾離子,這些微小的粒子在電場的作用下,被從離子源中引出,朝著D形盒的中心注入。

  又到了這個節點。

  方文深吸一口氣,逐漸分散注意力,將微觀觀察的消耗降低,好維持到後續觀察。

  離子進入D形盒後,做迴旋運動。

  兩個D形盒之間的狹縫中,交變電場不斷變換方向,每當離子穿過狹縫,就會被電場加速一次,獲得額外的能量;

  而D形盒外部的強磁場,則如同無形的大手,將加速後的離子牢牢束縛在螺旋軌道上。

  隨著能量不斷增加,離子的迴旋軌道半徑也逐漸變大,從中心的微小圓圈,慢慢向外擴展,形成一道看不見的螺旋軌跡,如同綻放的銀色光暈。

  「離子束流強穩定在24mA左右,能量逐步提升,目前已達到6MeV。」方文實時匯報著數據,將數據記錄。

  這一短暫分神報告數據後,他再度啟動異能,進入那種微觀觀察狀態。

  他看到了一種極為奇特的變化。

  那些離子光點,在加速過程中,因能量提升而產生的微小質量變化。

  對了!方文頓時明白了勞倫斯團隊為什麼精密計算過的結果,總是會出錯。

  這是相對論效應。

  在粒子加速過程中,當粒子速度接近光速的過程中,其運動質量會不斷增加,這是狹義相對論的核心預測之一,又稱為「質增效應」。

  正是這個效應導致的離子軌跡偏移。

  他抬頭看向勞倫斯,問道:「問題出在相對論效應?」

  勞倫斯點頭,「你這麼快就看出來了。是這樣的,可我們缺乏精密調整的方法。」

  說著,他出聲道:「磁場強度微調,增加0.05T,修正離子軌跡偏移,確保束流穩定。」

  研究員立刻轉動旋鈕,調整電磁鐵的勵磁電流,儀錶盤上的磁場強度指針微微跳動,重新穩定在1.05T。

  方文能清晰地感知到,磁場變化的瞬間,離子的迴旋軌道發生了細微的偏移,原本有些散亂的離子束,重新變得集中起來,這便是勞倫斯團隊一直在摸索的調整技巧,通過精準控制磁場強度,彌補相對論效應帶來的影響。

  幾分鐘後,離子束的能量達到了實驗預設的10MeV,速度接近光速的12%,此時的螺旋軌跡已經擴展到D形盒的邊緣,如同一個巨大的銀色漩渦。

  「離子束加速完成,準備引入偏轉室,進行電磁分離。」勞倫斯沉聲下令,研究員按下切換按鈕,加速後的鈾離子束被引入旁邊的強磁場區域,正式進入分離環節。

  方文的目光緊緊鎖住偏轉室,藉助異能,他能清晰地看到,原本整齊的離子束,在強磁場的作用下,逐漸分裂成兩束。

  質量較輕的離子,偏轉半徑較小,朝著左側的收集器運動;質量較重的離子,偏轉半徑較大,朝著右側的收集器偏移,兩束離子如同兩條分叉的溪流,沿著不同的軌跡,緩緩流向各自的收集容器。

  「分離開始,收集器已開始捕獲離子,質譜儀實時監測純度。」研究員匯報著,質譜儀的屏幕上,出現了兩條清晰的峰值曲線,分別對應鈾-235與鈾-238,峰值的高度代表著離子的含量。

  勞倫斯走上前,盯著屏幕,神色略顯凝重:「束流還是不夠穩定,鈾-235的純度只有8%,離我們的目標還有差距。」

  方文沒有說話,只是靜靜感知著設備的每一處運轉細節。

  他發現了離子束不穩定的根源,一方面是交變電場的頻率波動,導致離子加速時的能量不均衡;另一方面,磁場的均勻度不足,部分區域的磁場強度存在微小偏差,使得離子的偏轉軌跡出現偏移。

  這些細微的問題,肉眼無法察覺,即便是經驗豐富的研究員,也只能通過數據判斷大概,卻無法精準定位癥結所在,但在方文的機械感知異能下,一切都無所遁形。(本章完)

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