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第三百三十五章 再见了,1850!(二)(还是万字!!!)

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    “.......”

    看着寂静的如同墓地一般的现场。

    看着面前包括小麦、老汤在内,众人脸上一道道错愕的表情。

    徐云的心中顿时浮现出了一股酣畅淋漓的痛快感。

    终于揭秘了,过去这些日子可憋死他了......

    在过去这段时间里,他对这套设备进行了最高最高规格的保密。

    除了艾维琳之外。

    没有任何人见过这套设备的完全体。

    例如厂房方面进行的是分散加工,每个小组单独完成各自的生产内容,并不知道组合后的成品模样。

    这个模式和徐云嘱托艾维琳生产的两件小东西有些类似,只是那两個小东西的分散度要更高一些罢了。

    而在组装方面。

    徐云同样安排的是分段组装:

    连夜安排人手分开组装,完毕后立刻覆盖上遮挡布,即便是老汤这个格物社社长也没见过它的原貌。

    而现如今这些‘观众’们惊愕的表情,则说明了一件事:

    徐云事先所做的这些保密安排,全都是值得的!

    当然了。

    现场这些人的惊讶,其实也在徐云的预料之中。

    毕竟纵观过去所有副本。

    无论是小牛的1665,还是老苏的1100。

    甚至算上小麦这个1850副本的前半部分,他都没有拿出过如此惊世骇俗的东西。

    甚至他敢拍着胸脯打包票:

    在所有已知的穿越者中。

    除了那种可以直接通过XX系统具现的挂壁,否则能在1850年自制出粒子加速器的决然不超过五指之数。

    没错。

    徐云此番拿出的压轴设备,正是一台——

    粒子加速器!

    括弧,究极究极乞丐版。

    此前曾经介绍过,徐云今天准备做的第三个实验就是电子的双缝干涉实验。

    其中由于当初电磁波校验时他埋下的伏笔——也就是误导性的提出了电磁波是一种光,因此光子也被徐云顺利的替代成了电子。

    毕竟单个光子太难搞出来了。

    像后世大部分实验室使用的‘单光子’,实际上都只是能量光子,一般通过HBT实验或者g2检测。

    因为能量是一份一份的,能制造出最小能量的频率倍数,理论上生产出的就是单光子。

    比如说你有一袋子相同的第三套一元硬币,每枚硬币重6.1g。

    那么分拣的时候只要看电子秤的示数,出现了6.1就代表分拣出了一元硬币,整个过程不会靠手去“摸”硬币。

    也就是靠着数值而非现象来生产光子。

    真正的单光子生产起来非常非常复杂,比如衰减激光脉冲啊、自发四波混频啊、或者人造原子辐射单光子等等。

    这些技术即便是徐云他也搞不出来——或者说很难在几个月内搞出来。

    而能量光子呢?

    这个概念在1850年显然没法服众。

    因此徐云最终思索再三,还是决定用电子替代光子。

    可电子也有个问题啊:

    电子虽然容易产生,但发射起来却并不容易。

    目前徐云能做到的电子发射手段只有一个,那就是发射阴极射线。

    可阴极射线在发射的时候有个致命缺陷——它产生的束团都很长。

    有点能散后,纵向发射度就很拉跨了。

    因此摆在徐云面前的改良方法只有三种。

    一是场致发射。

    二是搞个半导体光阴极,里面加上碲化物,锑化物和III-V化合物几种东西。

    然后再弄出个超时代的精细光栅差不多才能搞定。

    三就是自己搞个多重组合环节,筛选出平流电子。

    这也是为啥在后世,你很难看到电子双缝干涉实验视频的原因——不信你上网搜一搜,几乎看到的都是演示动画或者一两张图片。

    演示动画和教科书里一般只会截取成像屏的部分,发射源看起来就是个电子枪在biubiubiu,实验面积可能还没个公共厕所大。

    但实际上这个实验要做起来,必须要用到加速器、甚至其他一些需要高度保密的仪器。

    当然了。

    这倒不能说是疏忽或者类似百度百科那样的错漏bug。

    主要是对于高中学生而言,生成平流电子的环节深奥而又没必要,属于进阶的专业知识。

    所以自然就被化简了。

    而在1850年这个时代。

    第二种可能性直接排除,第一种难度略微低一些,但作为压轴戏码未免有些降档。

    所以‘无奈’之下......

    徐云只能选择第三种方案。

    也就是手搓一台加速器。

    上辈子的徐云没有考上科大的少年班,只是以一个正常分数成为了一名普通的科大学生。

    所读专业则是近代物理系的粒子物理与原子核物理。

    从这个专业不难看出,这是一个和微观世界经常打交道的学科。

    像欧洲核子中心大型强子对撞机上的ATLAS与ALICE实验、海对面布鲁克海汶国家实验室相对论重离子对撞机上的STAR实验、暗物质粒子探测卫星DAMPE...也就是悟空号的实验这些——

    徐云通通都没参加过。

    咳咳.......

    不过徐云倒是参与过Belle实验、大亚湾中微子实验室的取数,燕京正负电子对撞机BEPCII的实验等等.....

    现在霓虹那台叫做SuperKEKB的非对称正负电子对撞机前身KEKB,徐云还曾经亲自上手过。

    普普通通吧.jpg。

    可惜那时候超级陶粲装置和CEPC的概念都没提出来,不然他估摸着还能混点儿buff。

    上辈子徐云和大大小小的加速器或者类加速器打了七八年的交道,自然也了解怎么样可以组装出一台究极廉价乞丐版的粒子加速器。

    不过考虑到咱们这是一本逻辑流小说,这里先补充几个信息:

    人类历史上历史上第一台回旋加速器出现于1930年,能量为1MeV。

    并且制造它的工艺实际上大约是1900年的水准。

    而早先提及过。

    眼下这个副本的由于小牛的缘故,工业...尤其是在光学仪器上的制造水准,同样接近了1900年。

    比如汇率换算就是按1900年来计算的。

    也就是说在仪器方面两个时代相差其实不算很远,关键还是在于知识理论体系的差异。

    而这恰恰是徐云这个穿越者的优势项。

    其次。

    与徐云当初在1100副本中搞出来的发动机一样。

    这台乞丐版加速器的核心逻辑原理依旧是只要应付少数次实验,也就是今晚鼓捣完差不多就能报废的意思。

    不需要考虑长期稳定性。

    很多环节就松了不知道多少倍了。

    后世甚至有人专门卖自制加速器的毕业设计,大概五千块钱左右吧。

    自制过加速器、或者上辈子是加速器的同学应该都知道。

    加速器这玩意儿设计起来主要有几个难点要考虑:

    1.要做哪种加速器?直线or回旋?

    2.想用哪种带电粒子?

    3.如何聚拢粒子束?

    4.能用多大的电压加速?

    5.如何探测加速后的粒子?

    6.如何降低粒子在空气中的能损?

    这六个问题中,第一环节显然是最简单的。

    因为徐云只需要生产平流电子,这是最简单的微粒之一,量级低的可怕。

    所以直线或者回旋甚至复合在一起都无所谓。

    例如徐云设计出的这台乞丐版加速器外观就是个复合型,其中一侧是一个直径一米五左右、高度约半潘多拉的圆形铁盒。

    铁盒的外侧则连接着一条一百米长的通道,末端放着干涉成像板。

    大概就是这样:

    O→I,那个I就是成像板。

    这款加速器的原理非常简单:

    利用电磁感应产生的涡旋电场进行磁通量加速,大致有些类似奥运会里的铅球,转着到合适的位置就把球丢出去。

    转的圈数越多。

    ‘铅球’被赋予的动能就越大。

    接着最容易的则是2、4、5、6这四个问题。

    后世的DIY流程一般是这样的:

    自己氪金上网去买个电离传感烟雾报警器——里头有镅-241,这是一种非常安全的粒子源。

    再加上数码相机中的CMOS图像传感器作为探测器,以及一口高压锅和真空泵,就能把这些环节给搞定。

    全套成本大概8000左右吧。

    而徐云这次嘛.......

    那就要更简单许多了。

    他需要加速的是电子,探测器自然是感应屏——如今真空管已经被徐云搞了出来,感应屏便也不再是个问题了。

    电压则由剑桥大学负责,反正鲁姆科夫线圈的电压肯定是足够的。

    至于降低能损......

    “如各位所见,这台加速器的内壁结构,我将其称为束流管内壁。”

    乞丐版加速器边上。

    徐云先是敲了敲它银色的铝质外壳,发出了咚咚咚的声音。

    又从侧面打开了一个小口,露出了内部的情景:

    “束管主要是用来保证内部的高真空,所以束管材料的选择上需要低出气率,并且相对磁导率接近于1。”

    “这个概念类似于真空管,法拉第教授您应该对此并不陌生。”

    从座位上赶到加速器边上的法拉第凑上前看了几眼,轻轻点了点头。

    原本时间线中的磁导率要在1885年才会被提出,但如今这个副本在小牛的影响下,磁导率也提前诞生了出来。(见295章)

    因此如今徐云这么一解释,法拉第倒也跟上了他的思路。

    接着徐云地面上的一口箱子里取出了几件东西,赫然是当初拜托艾维琳打造的铍管等物:

    “这是铍管,它能起到封真空的作用,同时还能保证玩意电子在撞击到内壁后产生非必要的影响——不过各位小心一点,铍管剧毒又致癌,我们只能把它装在玻璃里观察,不能上手......”

    “这个则是含有掺锌铁氧体的空芯螺线管,可以形成多孔结构,由于构建出一个临时储存环.......”

    “右边这个是纯钼的锥形体,可以在电子数量增加后放缓增速.......”

    解释的同时。

    徐云还取出了一张早就准备好的示意图,通过图示进行更直观的科普。

    法拉第认真听完徐云的介绍,接过示意图看了好一会儿。

    沉默片刻,又看着面前这条百米长龙,对问道:

    “罗峰同学,这台加...加速器一秒钟可以发射多少电子?”

    徐云想了想,说道:

    “大概一千个左右吧。”

    他的设计方案参考的是此前提及过的、内布拉斯加大学林肯分校的物理系研究团队在2011年搞出来的方案。

    也就是doi.org/10.1088/1367-2630/15/3/033018。

    这个方案首先让两把阴极射线枪互相发射,通过一处预先设置的电极后电子会偏转。

    然后经过控制极筛选,其次在预置的锌板上发生——

    光电效应。(憋死我了,光电效应的全部材料就是为这一章准备的)

    在光电效应光中,原子会一个光子并产生一个自由电子,控制好数量就能统计出总数。

    这个能级1850年的科学界不了解,但在后世随便一个大物学生都能算出来。

    假设有一群粒子并且这群粒子之间相互充分交换动能,达到平衡态。

    那么这些粒子的动能就会满足玻尔兹曼分布。

    也就是EK=3/2kT,其中T是温度。

    计算好动能后,一切就很简单了。

    只要再装一个金属环然后加上负电压,由于电子也带负电,所以调节这个电极上的电压就可以让电子减速,筛除一些偏转方向错误的电子。

    有些电子动能不够,干脆就掉头回去了。

    这些电子被存储到含有掺锌铁氧体的空芯螺线管中,经过再次偏转就能再次成为可以发射的电子。

    经过这样一筛选,便可以做到阶段性的多电子射出。

    有手就行.JPG。

    当然了。

    由于精度问题,徐云肯定没法保证每次都只有一个电子被发射出来。

    但平均每毫秒一个电子的速度通过加速器还是不难的,也就是徐云所说的一秒钟有1000个符合要求的电子打在显像板上。

    视线再回归原处。

    法拉第摸着加速器的外壳,手指头有节奏的在上头敲击着。

    不知为何,他对于这种通体银色的光滑铝制外表莫名的有些喜爱。

    过了一会儿,法拉第忽然又想到了什么,手指一停,继续对徐云问道:

    “罗峰同学,你说的原理我差不多搞懂了,不过有一点我还是没想明白.......”

    “你所说的设计似乎只能筛选出方向、速度一样的电子,但你怎么才能把它们聚拢到一起呢?”

    徐云顿时一愣。

    回过神后,心中再次浮现出一丝感叹。

    不愧是专业大佬啊.......

    看到这里头还没晕的同学应该还记得。

    在上面提出的六点中,还有一个环节没有给出答案。

    也就是第三点:

    如何聚拢粒子束。

    毕竟有了粒子源后,还需要考虑到束流聚焦的问题嘛。

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