以使电子达到数百万亿的电子伏特能量。用这种电子来轰动质子,将产生一个小型黑洞。从而有望在实验室里揭示宇宙产生的本源。
实验发现,无论怎么对电子进行加速,电子也无法以光速前进,只能非常接近光速。这倒底是什么原因呢?
科学家对此当然毫不奇怪,因为电子的质量在接近光速时为无穷大,当然加速越来越难,相对论已经断言,没有具有质量的物质能以光速
前进。
在明白质量与速度是成反比关系后,电子的行为,就显得奇怪了起来。越接近光速,质量越接近于0,电子为何就是迈不开最后一步,无法
以光速前进呢?
原因之一在于:电子在高速运动中,会发射电磁辐射。
运动的电子,其运动轨迹相当于一条电流,电流产生磁场。用强磁场和电场给电子加速的过程中,电子是运动在强磁场中,电磁互生法则
,使这两个磁场相逆,电子的运动将会受到阻力。而且,高速飞行的电子流,不断地切割着磁力线,磁场对于电子而言,不断地变化。变化的
磁场产生电场。根据电磁互生法则,这个电场的作用方向将向与电子的运动方向相逆,减缓电子的运动速度。高速电子在这种电场与磁场的不
断作用下,必然会发射出光子,也就是电磁辐射,来释放能量。这种电磁辐射,使电子的速度和能量进一步减小。同加速给它的电磁能量基本
抵消。
当电子达到光速时,将会释放出光子辐射,减小能量,从而以低于光速飞行。
由于高速电子在磁场中不停地发射电磁辐射损失着能量,使电子始终无法达到光速,或无法保持光速运动状态。即使此时电子的质量确实
无限趋近于0,也无济无事。由于电子始终无法在电磁场中达到光速,所以,其质量将无法减为0。
由于电磁场允许的最高运行速度是光速C,电子在电磁场中当然不可能超过光速,无论耗费多大能量给它加速,也是白费力气。
如果让电子在加速到光速的一刹那,让电子离开磁场,自行运动。电子应该不会再发辐射了。为什么还是看不到它以光速运动呢?
电子在高速运动时,是处于高速时空,同静止时空有了显著区别。观测人员所在的时空是静止时空。他在静止时空看到的,只是高速电子
从高速时空映射过来的镜像。看了下文就会明白,为了保证飞行运动不会失真,这个镜像要求一个完整高速时空秒的质量。这个质量大于电子
静止质量。当速度接近光速,这个映射过来的电子质量就会接近无穷大。在这个质量下,电子当然无法达到光速。加速起来也是非常的困难。