第831章 粒子加速实验,相对论效应(2 / 2)
方文无法继续这种奇特的入微观察状态。
直接从微观观察中退出。
设备还在运行中。
方文暗叹,可惜啊,只看到部分粒子束流产生以及运行,却已经无力再观察之后的粒子束被收集的过程。
那也是最关键的,能看到,就能知道这台设备的问题出在哪。
一阵轰鸣声。
机器电源关闭。
设备逐渐停止恢复平静。
工作人员戴着铅胶防护手套,小心翼翼从回旋加速器磁极间隙的真空腔里取出两枚金属收集器,平放在防辐射操作台中央,神色带着一丝不易察觉的紧张。
他拿起盖格计数器,探头缓缓贴近第一枚收集器表面,仪器只发出零星的“咔哒”声,间隔漫长,表盘指针几乎纹丝不动,始终停留在背景辐射的基准刻度线附近;随后他移动探头,对准第二枚收集器,情况依旧,没有任何密集的脉冲声响,指针偶尔轻微晃动,却始终未达到铀235富集后的辐射阈值。
他反复调整探头角度、更换检测位置,又核对了盖格计数器的校准参数,确认仪器正常无误后,才抬头面向劳伦斯汇报:
“劳伦斯先生,检测结果不理想。盖格计数器读数持续处于背景辐射水平,计数速率极低,两枚收集器检测到的电离辐射强度,均未达到铀235富集后的标准辐照特征,与空白对照组的检测数据基本一致。
可以确定,本次铀235同位素分离实验未成功,收集器内未富集到有效浓度的铀235组分,推测是加速束流稳定性、磁场均匀度或分离参数设置出现偏差,导致同位素分离未达到预期效果。”
劳伦斯眉头瞬间拧紧,身旁的研究员们也纷纷返回各自操作岗位,立刻开始检查回旋加速器的各项运行参数,排查实验失败的原因。
他看向方文:“这次实验我们又失败了,成功率不到百分之十。我希望你的到来能够带给我们好运。”
处于疲倦状态的方文强打起精神道:“会好起来的。下一次实验,我要参与其中。”
劳伦斯想了下:“你可以做监测记录员,下一轮实验在后天开始,我们的实验需要消耗大量电能,无法每天都进行。你在这段时间里,就跟着米利肯·怀特学习能量监测记录。”
随即,方文便被安排到和辐射检测与核化学专家米利肯·怀特一组,一同工作。
..........
两天时间过去。
方文使用异能进入微观观察的消耗恢复,也向米利肯·怀特学会了如何使用实验室设备进行能量监测。
新一轮实验开始。
这次,方文作为能量监测员,进入工作位,一边监测各种数据,一边用异能观察着。
回旋加速器通电后。
首先启动的是真空系统,真空泵持续运转,将加速腔与偏转室内的空气彻底抽出,仪表盘上的真空度指针缓缓攀升,最终稳定在预设数值。
紧接着,离子源开始工作,热阴极被持续加热,电子被剥离,铀原子失去电子后形成带正电的铀离子,这些微小的粒子在电场的作用下,被从离子源中引出,朝着D形盒的中心注入。
又到了这个节点。
方文深吸一口气,逐渐分散注意力,将微观观察的消耗降低,好维持到后续观察。
离子进入D形盒后,做回旋运动。
两个D形盒之间的狭缝中,交变电场不断变换方向,每当离子穿过狭缝,就会被电场加速一次,获得额外的能量;
而D形盒外部的强磁场,则如同无形的大手,将加速后的离子牢牢束缚在螺旋轨道上。
随着能量不断增加,离子的回旋轨道半径也逐渐变大,从中心的微小圆圈,慢慢向外扩展,形成一道看不见的螺旋轨迹,如同绽放的银色光晕。
“离子束流强稳定在24A左右,能量逐步提升,目前已达到6MeV。”方文实时汇报着数据,将数据记录。
这一短暂分神报告数据后,他再度启动异能,进入那种微观观察状态。
他看到了一种极为奇特的变化。
那些离子光点,在加速过程中,因能量提升而产生的微小质量变化。
对了!方文顿时明白了劳伦斯团队为什么精密计算过的结果,总是会出错。
这是相对论效应。
在粒子加速过程中,当粒子速度接近光速的过程中,其运动质量会不断增加,这是狭义相对论的核心预测之一,又称为“质增效应”。
正是这个效应导致的离子轨迹偏移。
他抬头看向劳伦斯,问道:“问题出在相对论效应?”
劳伦斯点头,“你这么快就看出来了。是这样的,可我们缺乏精密调整的方法。”
说着,他出声道:“磁场强度微调,增加0.05T,修正离子轨迹偏移,确保束流稳定。”
研究员立刻转动旋钮,调整电磁铁的励磁电流,仪表盘上的磁场强度指针微微跳动,重新稳定在1.05T。
方文能清晰地感知到,磁场变化的瞬间,离子的回旋轨道发生了细微的偏移,原本有些散乱的离子束,重新变得集中起来,这便是劳伦斯团队一直在摸索的调整技巧,通过精准控制磁场强度,弥补相对论效应带来的影响。
几分钟后,离子束的能量达到了实验预设的10MeV,速度接近光速的12%,此时的螺旋轨迹已经扩展到D形盒的边缘,如同一个巨大的银色漩涡。
“离子束加速完成,准备引入偏转室,进行电磁分离。”劳伦斯沉声下令,研究员按下切换按钮,加速后的铀离子束被引入旁边的强磁场区域,正式进入分离环节。
方文的目光紧紧锁住偏转室,借助异能,他能清晰地看到,原本整齐的离子束,在强磁场的作用下,逐渐分裂成两束。
质量较轻的离子,偏转半径较小,朝着左侧的收集器运动;质量较重的离子,偏转半径较大,朝着右侧的收集器偏移,两束离子如同两条分叉的溪流,沿着不同的轨迹,缓缓流向各自的收集容器。
“分离开始,收集器已开始捕获离子,质谱仪实时监测纯度。”研究员汇报着,质谱仪的屏幕上,出现了两条清晰的峰值曲线,分别对应铀-235与铀-238,峰值的高度代表着离子的含量。
劳伦斯走上前,盯着屏幕,神色略显凝重:“束流还是不够稳定,铀-235的纯度只有8%,离我们的目标还有差距。”
方文没有说话,只是静静感知着设备的每一处运转细节。
他发现了离子束不稳定的根源,一方面是交变电场的频率波动,导致离子加速时的能量不均衡;另一方面,磁场的均匀度不足,部分区域的磁场强度存在微小偏差,使得离子的偏转轨迹出现偏移。
这些细微的问题,肉眼无法察觉,即便是经验丰富的研究员,也只能通过数据判断大概,却无法精准定位症结所在,但在方文的机械感知异能下,一切都无所遁形。