物理:为什么电子在回旋加速器(cyclotron)里不会掉下去电子在cyclotron里作圆周运动,受到的力均为水平方向,为什么不会受到竖直方向的重力作用而掉在那个管道里面...还有管道里是不是真空的?

Question

物理:为什么电子在回旋加速器(cyclotron)里不会掉下去
电子在cyclotron里作圆周运动,受到的力均为水平方向,为什么不会受到竖直方向的重力作用而掉在那个管道里面...还有管道里是不是真空的?
世界上最大的回旋加速器可以用来加速质子，质子的质量也能忽略？
单说明，让人感觉缺乏说服力,最好有全方位的对它结构和理论的解释
这个问题我会留到礼拜五问我的讲师，分数已经追加了

Answer 1

加速器中必须是很高的真空度.
回旋加速器中必定会有磁力透镜,否则电子不会在里面“回旋”的.
磁力透镜的作用与通常的光学凸透镜类似,只不过是汇聚电子束而已,这个汇聚作用是“全方位”的,包括左右和上下,于是也就补偿了重力的影响.
其实即使是直线加速器也需要磁力透镜,否则电子之间的电斥力会使它们散开,并最终撞在管壁上.
看一看大型强子对撞机上的那一大堆需要冷却到-200多度的巨型超导电磁铁,那就是间或排列着的偏转电磁铁和聚焦电磁铁.
关于补充：电子和质子的质量差别在你的问题中是不起作用的,因为重力加速度是一样的,而运动状态的改变只与加速度有关.
聚焦电磁铁（磁力透镜）的原理并不复杂,只需要在电子通过的管子内部形成一段近似圆环形的同心圆磁力线,该圆所在平面与电子运动方向垂直,这样经过一段距离之后,所有电子都会聚集到那些磁力线的圆心.