粒子对撞机对我们有什么用？

一般来说，粒子对撞机只是为高能粒子相互碰撞而设计的机器。粒子对撞机由同步加速器演化而来(在同步加速器中，磁场强度与粒子能量成正相关，以保证粒子加速电场与电子绕加速器运动的频率一致)。粒子对撞机和回旋加速器外形相似，都是环形的。

欧洲强子对撞机

粒子对撞机中的粒子碰撞主要有三个步骤——粒子积累和加速碰撞。对于单个粒子来说，其尺度相当小(原子的大小约为10-10m)，因此需要大量的粒子束来增加粒子在对撞机中的碰撞频率。当然，如果粒子能量不高，碰撞后很难产生新的粒子，所以需要在碰撞前对粒子束进行加速。这时候圆形轨道就派上用场了。

粒子加速器可以使用直线加速器和回旋加速器来加速粒子。相比回旋加速器，直线加速器加速到同样的能量，需要搭建的加速通道的路径更长。由于电场对带电粒子有库仑力作用，所以在一般(直线或回旋加速器)加速器中可以作为驱动力，而且由于带电粒子在磁场中时存在所谓的洛伦兹力，洛伦兹力不对带电粒子做功，只是改变带电粒子的运动方向(洛伦兹力的方向与带电粒子的运动方向相切)，所以在回旋加速器中，可以利用磁场使带电粒子偏转，可以保证带电粒子在圆形轨道中运动。

为了使粒子对撞机获得更大的粒子碰撞效率，通常采用不同的粒子束进行相反方向的碰撞。粒子对撞机的发明给科学研究带来了许多新篇章。比如，李希特因为在美国史丹福加速器中心的正负电子对撞机上发现了粒子ψ而与丁肇中分享了诺贝尔物理学奖，欧洲核子研究中心的质子-反质子对撞机也发现了W和Z0粒子。

目前我国拥有的粒子对撞机是1990在北京建造的正负电子对撞机。如果中国有望建成世界上最大的巨型对撞机，不仅将在粒子物理方面取得一系列进展，还将在高性能超导高频腔、高功率微波功率源、大型低温制冷剂、电子电路芯片等方面达到国际领先水平。