作者:蒋校长
链接:https://www.zhihu.com/question/52005071/answer/133006365
今天说说“爆头哥”,世界上唯一一个被粒子加速器爆头的哥们。
大型粒子对撞机是物理学家用来研究世界本源的一把利器。它通过将粒子加速到接近光速使其携带超高能量,在不同的实验目的下以不同的方式进行对撞。(注:下图来自
The Large Hadron Collider
)
将质子加速到接近光速,这些质子束所携带能量在极限时大概能达到7TeV,大概和一个蚊子飞行时携带的能量差不多。只不过这些能量被集中在一个质子的范围内,所以这个微观范围内的能量爆发相当惊人——运行方向相反的两束高速粒子流一旦对撞,碰撞点将产生极端高温,最高相当于太阳中心温度的
10万
倍。
老蒋一直好奇粒子加速器
宏观上的威力
到底有多大,如果达到加速极限后,突然关闭磁场,让高能粒子流轰出去,能够达到什么样的效果呢?能喷死个把人还是飞出地球?(下图来自
CERN Document Server
)
1978年7月13号,负责维护苏联最大的粒子加速器U-70的科学家
Anatoli Bugorski
把头伸进了加速器里检查一个出了问题的部件,结果
被接近光速的质子束爆头了
。他描述那一瞬间他感觉到
“1000个太阳还要明亮”
的强光。尽管看到了如此的神迹,他却没有感到任何疼痛。
他受到的辐射高达
20万拉德
,而一个普通人的致死剂量大约也只是600拉德左右。
他的头部应该像被星战里的激光枪击中一样留下一个贯穿的大洞,但是并没有。
强大的粒子束使得他头部左侧膨胀起来,粒子束穿过的两处皮肤都脱落了,他的大脑还被烧穿了一个微孔。(下图来自
Hit by a Particle Accelerator Beam
)
(高能质子束射过的路径 Via WikiPedia)
发生事故以后,他被送往了莫斯科的一家诊所,这家诊所的医生也只能看着他死——当时他左边的脸就肿得面目全非了,过了几天脸就开始掉皮——高能质子束已经穿过他的脸,烧毁了他的骨头,还有损害了其下的脑组织。
虽然医生们都说他会随时死去,
Bugorski却活了下来,而且一直活到今天。
当然,影响还是有的。他最终失去了左耳听力,脸部分瘫痪,而且会发作癫痫。但这并没有阻止他拿到一个PhD——
老蒋吐个槽,不知道这个PhD是指Doctor of Philosophy还是Permanent Head Damage ……
由于涉及苏联的核机密,这事故十年后才为外人所知。在解密之前和之后,他仍然从事着物理研究工作,并且一直在接受检查、治疗——直到今天,他仍然坚强地活着。
(via wikipedia)
很遗憾他没有
成为粒子侠
,可以去单挑曼哈顿博士美国队长什么的,成为苏联的大杀器。(下图来自
Man's half face is forever young after getting hit by particle beam
)
不过这次事故最诡异的发现在于质子束可以防皱纹
,因为Bugorski被爆头时质子束穿过的左半边脸比右边年轻很多。是因为半边面瘫不能做表情所以老的慢?
简单来说,就是人类脑洞很大,高能质子从这些空隙穿过去了,只有少量轰击到人体内部的原子核并释放能量,这是高速质子流的特性之一,叫“
布拉格尖峰
”:在高速穿透物体时只释放出少量能量,快要停止时才释放出大部分能量。
实际上,质子加速器已经用于癌症治疗,叫做“质子刀”,用于那些外科手术无法达到的区域。通过精确调节,质子刀会直接穿透皮肤及正常组织,到达癌症区域时才停止并释放出大量能量破坏癌细胞,而不损伤正常细胞。