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在“《伊瑞斯克的秘密》异客篇1”所出现的名词解释以及相关的参考资料

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[1]： “节约了空间，并且能够保证持续加速[1]。“

首先，在粒子回旋加速器/环形加速器中，固定频率变换的电场赋予带电粒子速度，而磁场则会赋予运动中的带电粒子偏转方向（使其受到力的作用）。

——(equ. 1：向心力[左]=洛伦兹力[右])

了解大致原理后可知，带电粒子在加速器中，会逐渐加速并因为磁场的作用而不断偏转。在绕圈次数增加，绕圈半径不断增大的同时，带电粒子将会获得高额的动量。在（粒子）直线加速器中，A与B是两个带不同电荷的电极板。带电粒子P受到来自A端的相同电荷相斥的力的作用，并同时受到B端不同相反电荷相吸的力的作用。二者赋予了带电粒子P加速度。但通常情况下，（粒子）直线加速器需要在精密的计算下定时更换AB端的电荷种类，也就是需要更长的缓冲距离以供机器进行电压调整。（在实际操作中，加速的带电粒子数量并不唯一，所以为了方便控制每个带电粒子都能持续稳定加速，电极板会被替换成电极环）。而正是这一点，让直线加速器在持续加速时存在劣势。而在回旋加速器中，不需要精准计算调节电压的时机，而是使用固定频率的交变电即可。

——（fig. 1：简化后，带电粒子在直线粒子加速器中获得加速度的原理图，A与B端的电荷种类可互替，带电粒子P电荷种类可换）

由fig. 1可知，粒子直线加速器需要较长的长度，在加速的过程中预留更换AB端电极环电压的缓冲时间。而在粒子走过同等路径x的情况下，可见环形的加速器所需要的占地空间更小，而直线则在几何上占了劣势。

——(proof. 1：所以环形加速器比直线加速器更加节约空间）

[2]： “辐射问题”“同步辐射”

在粒子回旋加速器中，带电粒子受到磁场和电场的作用（同时受到向心力和洛伦兹力），此时的受力方向与其运动方向垂直，同时产生“同步辐射”（synchrotron radiation）。

——（equ. 2: 向量加速度垂直于向量速度）

在实际使用中，粒子回旋加速器最大问题在于，产生了同步辐射后（因为同步辐射本身携带能量），有能量损耗。为了达到理想中的能量，需要再人为增加。这一点是粒子回旋加速器的劣势。

补充：

但无论是哪种加速器，都会有一个加速极限。首先是在狭义相对论中所提及的，“万物不超光速。”其次，在广义相对论中有提到，当物体（粒子）被加速到无限接近光速的时候，物体（粒子）质量会增加，导致粒子需要更高的速度来弥补增加的那部分质量所带走的能量。

——（equ. 3: equ.1的变体，当质量增加时，加速度会减少。所以在被加速至无限接近光速时，需要进行额外补充能量以保证能够维持这个速度）

有趣的材料：

1. https://www2.lbl.gov/Science-Articles/Archive/early-years.html

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