直线加速器,区别于人类以往大规模建造、使用的回旋加速器,是一种更早出现、发展却相对缓慢的粒子加速器。
利用电磁场加速带电粒子,一种最直观、容易想到的方案,就是将粒子路径设置为直线,像枪炮那样用电磁场推动粒子、在末端达到最大速度,这一方案最早出现于西历1381年,但很快被回旋加速器后来居上。
到旧时代末年,人类的最大粒子加速装置,无一例外都是回旋构型。
受限于盖亚表面的地质条件,直线加速器的设计、建造,一干无法回避的难题就是选址,以及因此导致的能级限制。
众所周知,质量超过一定限度的天体,必然是球形的。
作为球状行星,很显然,盖亚表面并不存在任何天然的超长直线基址。
对人类而言,建设长度为几公里的直线建筑结构,在设计、成本与施工等方面还可接受,但在此基础上再提升一、两个数量级,代价就会大到难以接受,不仅成本飙升,一旦涉及到架空、或者穿透地壳,事实上就超出工程能力的限制。
简单计算可知,若要在盖亚表面建造一长度100公里的直线加速器,路径两端位于地表,则整条路径的最低点将位于地下两百米。
这意味着,要建设这样一座加速器,就需要在地下钻出至少几十公里的隧道。
百公里长的直线加速器,代价,还能接受,但性能也很一般。
与回旋加速器不同,直线加速器的加速过程是“一锤子买卖”,要想达到更高的能级,除提升场强外,唯一的办法就是加大长度。
一直到今天,人类仍未在盖亚表面,建造长度超过十七公里的直线加速器,
而且在可预见的未来,也不会再有。
设若要在盖亚表面,建造超级直线加速器,譬如长度上千公里的一座基础研究设施,那么,路径最低点就会到地下公里.
在很多地方,接近二十公里的深度,还不会打穿地壳,但对照人类历史上钻探最深的“科拉超深井”之深度记录——12,262~12,263米,这还只是大一个直径几十公分的洞,就应该会明白,要在盖亚表面的1,000公里直线加速器,
根本一点都不现实。
当然,即便没有可行性,人类总归还是求助于“回旋加速器”。
与一锤子买卖的直线加速器不同,回旋加速器,借助电磁约束与同步交变等技术,可以很好的将不同速度之高能粒子束,禁锢在半径不变的环形路径上。
这样一来,对整体尺寸有限、周长与直径都没有很夸张的回旋加速器而言,
就有了将粒子束多次加速的机会。
通俗地讲,如果说“直线加速器”,是体育场的一百米直线跑道、一次跑完比赛结束,那么“回旋加速器”,就是场内的四百米环形
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