• 締切済み

陽子の衝突について

実験室系で陽子が7×10^12eVで運動するとき、それを反対方向から衝突させた時の重心系での衝突エネルギーの換算をお願いします。

みんなの回答

  • Knotopolog
  • ベストアンサー率50% (564/1107)
回答No.1

>陽子が7×10^12eVで運動するとき、それを反対方向から衝突させた時の・・・ 7×10^12eV は 7TeV(7 テラ・エレクトロン・ボルト)ですから,これを正面衝突させると, 2×7TeV=14TeV になります. この 7TeV に加速される陽子は,世界最大の加速器内の陽子に匹敵し,これは,スイスのジュネーブにある欧州原子核研究機構(SERN)の大型ハドロン衝突型加速器(LHC)でしか実現の見通しはないでしょう. 以下の本をお読みになると参考になります. ------------------------------------------- ● ケネス・フォード 著『量子的世界像101の新知識』ーー現代物理学の本質がわかるーー ◆ 青木 薫 監訳,塩原通緒 訳 ▲ 2014年3月20日 第1刷発行,講談社,ブルーバックス B1856, ISBN 978-4-06-257856-1, 1,260円+税 ★ 帯の宣伝文句(表)「素粒子からブラックホールまで/量子世界のガイドブック」 ★ 帯の宣伝文句(裏)「本書は,"量子の世界に初めて触れるという人"から,"物理学の専門家"にまで,自身をもってお勧めできるという,まずめったにない本である.初めての人には『一冊読むならぜひこれを!』と,物理学者には『項目を見たら,きっと読みたくなりますよ』と申し上げたい.(中略)"101の項目"が並ぶ構成でありながら,本書は個々バラバラな知識の寄せ集めになっていない.いったん"通読すれば,量子世界の全体像がつかめる"仕組みになっているのだ,・・・・・・・監訳者解説より」 ------------------------------------------- この本は,教科書ではなく,初心者向けに書かれた解説書ですが,専門家が読んでも教えられるところの多い本だと思います.偏微分方程式などの難しい数式は無く,初心者でも理解できるような簡単な数式だけが使われています. うわっつらのみの解説ではなく,とことん本質に迫った解説です.しかも非常に分かりやすく,読んでいて疑問が生じません.今まで,私がいろいろと読んだ本の中では,最も優れた本です. 質問者さんも是非,お読み下さい.

関連するQ&A

  • 現実に14TeVの速度で陽子同士が正面衝突する ?

    【大型ハドロン衝突型加速器】 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%A7%E5%9E%8B%E3%83%8F%E3%83%89%E3%83%AD%E3%83%B3%E8%A1%9D%E7%AA%81%E5%9E%8B%E5%8A%A0%E9%80%9F%E5%99%A8 超伝導加速空洞により陽子ビームを 7TeV(1012電子ボルト)まで加速し、8テスラ 強の超伝導電磁石でその軌道を曲げて円形の周回軌道に乗せる。 7TeVの陽子ビームどうしを正面衝突させることによって、14TeVの重心系衝突エネルギーを得る実験が行われる予定。 >7TeV(1012電子ボルト)まで加速し  これが、光速近い速度なのでしょうか。  正面衝突時は、その2倍の14TeVの重心系衝突エネルギーが得られる、としています。  そうすると、素直に考えれば、当然、一方にとっては光速の2倍近くの速度で衝突、ということではないでしょうか。

  • 衝突型加速器のエネルギーって大したことない??

    こんにちは。エネルギーに関しての質問です。 最初は火、火薬、蒸気、電気、核人類の扱えるエネルギーはどんどん上がってきました。全く、科学の進歩には頭がさがります。 さて昨年の末に完成し、今は中断している大型ハドロン衝突型加速器は陽子と陽子を光速に限りなく近づけて、衝突させるものだそうです。 陽子ビームを7TeVまで加速して8テスラ強の超伝導磁石で軌道を曲げる・・・。1電子ボルトとは1ボルトで加速された電子一つのエネルギーのことを言うそうですが、ジュールに換算すると1eV=1.6×10^-19で、7TeVは1.12×10^-6です。 あれ?あまり体したエネルギーに思えないのですが… だって水の比熱が 4.184×10^3Jですよ。 あれだけ大掛かりな装置でこれだけのエネルギーは変です。 どういうことなんでしょうか? 特に以下の点について教えてください。 ・電子ボルトの理解に関してどこが間違っているのか。 ・衝突加速器で生ずるエネルギーはどれくらいのものなのか。 よろしくお願いします。

  • 衝突運動

    静止している陽子に中性子が速度vで衝突するときの、両粒子の衝突前後の重心に対する運動がどのようなものであるのかという問題がわかりません。 答えが速度v/2となるのですが、いまいち… どんな風にぶつかってどんな風に飛んでいくのかも知りたいです。 陽子と中性子は同じ質量としていいです。 よろしくお願いします。

  • 分子衝突

    参考書の解説一部抜粋 質量mの分子Aが質量Mの分子Bに衝突する場合、衝突の相対運動の運動エネルギーは、Rに沿う動径方向の運動とそれに直交する角度方向の運動とに分けることができる。 T=(1/2)μ(dR/dt)^2=(1/2)μ{(dR/dt)^2+(R^2)(dφ/dt)^2} μ:換算質量 μ=mM/(m+M) φ:ベクトルRの空間軸に対する角度 質問 なぜ、T=(1/2)μ{(dR/dt)^2+(R^2)(dφ/dt)^2}となるのですか? 詳しい解説お願いします。

  • 高校物理の原子についてです

    こんな問題がありました。 陽子pを、運動エネルギーが1.1×10^6eV( = Kとする)になるまで加速し、 静止したリチウム原子(質量数7、原子番号3)に衝突させると、 核反応により2個のα粒子が発生した。 (3)核反応後2個のα粒子が等しい運動エネルギーおもったとする。 このときアルファ粒子の速さを求めよ。 1 ev = 1.6 *10^(-19) J (1)で陽子、リチウム原子核、α粒子の質量を与えられ、 核反応によって減少した質量を聞かれ (2)で減少した質量をエネルギーに換算した値が聞かれます。 この答えをQとします。 (3)の答えの式が 1/2 mv^2 *2 = K + Q となっています。 ここで疑問が二つあります。 一つ目は もともとエネルギーがKだけあって Q減少して、1/2mv^2のエネルギーができたのなら もともと5あって、3減少して2になったみたいな感じで Qは左辺来るかと思うのですが違うのでしょうか。 二つ目は もともとリウム原子核は止まっていたので 与えられた質量を使って静止エネルギーmc^2を左辺に加えないのでしょうか。 そうでなければ静止エネルギーはどのような反応のときに使うのでしょうか。 長くてすいません。 よろしくお願いします。

  • 衝突エネルギの吸収

    自動車の「実車衝突実験」に関する研究論文を読みました(自動車研究 2002.5月号)。その中のひとつにスクーターの衝突実験の話があり「~(略)衝突前の運動エネルギの95%以上が車体変形エネルギに費やされており~(略)」という一節があるのですが・・・ 1)この数値(95%)どうやって算出しているのでしょうか?同じ論文中には、衝突速度、ホイールベース縮小量、車両質量のデータや、衝突時の高速ビデオ映像、バリアに発生した荷重とその持続時間のグラフ、などが掲載されています。運動エネルギ 1/2mv*E2 の式でも使うのでしょうか? 2)反発係数eの式は、この場合使えるのでしょうか?衝突の際に被衝突物がつぶれて、エネルギを吸収しちゃってるわけですので、反発速度はゼロですよね?そうすると、95%なんて中途半端な数値ではなく、「100%吸収」としか考えられない気がするのですが・・・ この辺の情報をお持ちの方、よろしくお願いします。

  • 非弾性衝突と弾性衝突

    非弾性衝突は、運動量は保存されるが、力学的エネルギーは保存されない。また、弾性衝突は、運動量・力学的エネルギーはともに保存される。 非弾性衝突と弾性衝突の違いは何ですか。また、2つの問題の見分け方は何ですか。

  • 衝突

    同一直線状を速度v1,v2で運動している質量m1,m2の2つの物体1と2があり、衝突した。衝突後の速度をv'1,v'2としたとき、次の問いに答えよ。 (1)跳ね返り(反発)係数が1のときのv'1,v'2を求め、衝突の前後で運動エネルギーが保存されることを示せ。(完全弾性衝突) (2)跳ね返り(反発)係数が0のとき、すなわち、衝突により物体1と2が一体になったときの衝突後の速度を求め、衝突の前後の運動エネルギーを比較せよ。 という問題です。 (1)は、跳ね返り係数が1であるから、 (v'1-v'2)/(v1-v2)=1 v'1-v'2=v1-v2 v'2=v'1-v1+v2 というところまでは分かるのですが、どうやって保存するということを導けばいいのでしょうか? (2)も同じように計算していくのでしょうか? アドバイスなどよろしくお願いします!

  • 衝突時の位置エネルギーについて

    ある2物体が衝突するような運動で、かつ、これが完全弾性衝突であるとき、全運動エネルギーが保存されると聞きました。ここで質問です。なぜ位置エネルギーは保存されないのですか?分かりやすく教えていただけると幸いです。

  • 完全非弾性衝突の斜衝突について

    静止している小球にもう一つの小球をぶつけ、 それぞれ別々の方向に飛んでいく、という問題は よくありますが、この衝突が完全非弾性衝突の場合 、衝突後はどうなるのでしょうか? 衝突面に垂直にはね返り係数の式を立てて考えれば よいのでしょうか。完全非弾性衝突では、衝突後は 必ず一体となって運動する、と聞いたのですが、 そうならなさそうなのですが・・・