1 引言 近日,在高考模拟卷上看到一则以北京正负电子对撞机为背景的创新型试题,就想利用Working Model仿真一下,大致还原一下正负电子对撞机的工作原理。 2 模型建构 在Working Model中构建所需的正负电子和磁场,赋予两个粒子相同的向右速度,小心调节两个方向相反的磁场的区域和强弱,确保正负电子恰好对撞。 这是一个细活。 参数控制 为了简便操作,我这是投机取巧了,设置全域匀强磁场覆盖,然后分段控制粒子在各个区域内的电性和电量,得到的效果和分段控制磁场是一样的。 由于磁场是矢量,电荷是标量,所以分段控制电量比分段控制磁场方便得多。 正电子电量控制 if(body[1].p.x<-2,0,if(body[1].p.x<0,0.935e-004,if(body[1].p.x>0,-5.500e-005,0))) 负电子电量控制 if(body[2].p.x<-2,0,if(body[2].p.x<0,-0.935e-004,if(body[2].p.x>0,5.500e-005,0))) 3 说明 该仿真虽然可以模拟正负电子的对撞,但是与实际正负电子对撞机的工作原理并不完全相同。 在实际的正负电子对撞中,是先利用高能负电子轰击钨靶,产生正电子,正电子被加速后注入储存环中,然后在移去钨靶,直接加速负电子,负电子也注入储存环中,然后在储存环中偏转、聚焦、并用微波不断补充能量,直到达到对撞条件,在实施对撞。 |
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