人类能把粒子加速到多快？(wordpress邀请码的实现)

人类能把粒子加速到多快？

编者按：2022 年 5 月 18 日 – 6 月 12 日，中国科普博览携手知乎科学，发起「写给未来的答案」征集，邀请众多科研专家、青年学者，为这些问题留下最新的注脚。正值中科院第18届公众科学日，这也是我们为大家带来的“科学大礼包”之一。也许你恰好是相关专业的从业者，这些问题触碰到了你的知识领域；也许你是兴趣使然，早已深耕多年，对这些问题有独到见解；又或者你也有这样关于未来的问题，期待你一起加入进来，为科学执笔，把答案写给未来。

天下武功，唯快不破！宇宙中最快的速度是什么？我相信很多人都知道，是光速（此处只考虑物质的速度，而不考虑诸如宇宙膨胀速度等）！大约30万公里每秒！以这个速度，一束光每秒能绕地球赤道七圈半！坐地日行600亿公里啊！那第二快的速度是什么？正所谓文无第一，武无第二，物体的速度只有第一快，没有第二快！

不过，为了研究宇宙的起源、物质的构成，人类建造了粒子加速器和粒子对撞机，把极小的粒子加速到非常快的速度，接近光速，然后让它们迎头相撞，粒子分崩离析，飞向四面八方。收集这些四散而逃的粒子，分析它们的行为，就可以反推出对撞粒子的性质了。

LHC粒子对撞示意图，根据真实对撞数据重建

来源：https://home.cern/news/news/accelerators/lhc-experiments-join-forces-zoom-higgs-boson）

那我们能把粒子加速到多快呢？能达到光速吗？很遗憾，这是不能的，这是被大自然所禁止的！一个粒子的能量与速度的关系为：

m是粒子的静质量，c是光速，v是粒子的速度，可以看到，如果一个静质量不为零的粒子，如电子、质子、原子核等等，速度达到了光速，那么它的能量也就会无穷大，这显然是不可能的。当然，虽然不能达到光速，但是可以不断接近光速，只要能提供足够的能量，那么粒子的速度就可以足够接近光速。

粒子能量与速度（与光速之比）的关系 作者自绘

目前世界上最大的粒子对撞机，是位于欧洲核子中心的，大型强子对撞机（LHC），它加速的是质子，也就是氢原子核。能多快呢？最快能达到光速的99.9999991%，跟光速已经非常接近了！

那加速电子呢？位于美国斯坦福的直线加速器（SLAC），能把电子加速到光速的99. 999999995%。虽然这个速度比上文中提到的质子快多了，但其实加速电子比加速质子更容易，因为电子的质量更小，相比之下仅有质子质量的1800分之一。根据上面能量的公式，相同的能量下，静质量越大，那么速度就越小。

除了电子和质子，还有一种加速器，加速的是各种原子的原子核，原子核可比单纯的一个质子或者电子重多了，比如说，位于美国布鲁克海文国家实验室的相对论性重离子对撞机（RHIC），就能把金元素的原子核加速到光速的99.995%，虽然不及上述质子和电子的速度，但也已经非常快了。原则上来说，所有的原子核都可以被加速到接近光速的地步，但根据其质量大小，速度自然也快慢不一。

在加速这些粒子之后，自然会令它们对撞，那么两个原子核是以什么姿态对撞呢？这样吗：

图片来源：https://sciencesprings.wordpress.com/tag/eic-electron-ion-collider-in-development/

显然不是，而是这样的：

相对论性重离子对撞模拟图

图片来源：https://madai.phy.duke.edu/indexaae2.html?page_id=503

出现这种情况是因为原子核是有一定体积的，而速度接近光速，那么在速度方向就会出现尺缩效应，一个球状的粒子就变成一个薄饼了！

不过这并不是极限，更大更长的加速器，往往意味着更高的能量和更快的速度。很多人可能预想未来的环地球、环太阳系、甚至环银河系加速器，目前这些都还停留在科幻中，我们看看目前在规划或者已经在建的加速器和对撞机。

国际直线对撞机（ILC），加速对撞的粒子是正负电子：正负电子分别通过一个11公里左右的直线加速器加速的（而不是环形的），预计能把电子加速到 250GeV，而速度则达到了光速的 99.99999999979%，小数点后一共11个9！比上面提到的SLAC还高！一旦建成，将成为有史以来最强的电子加速器和对撞机。

最近几年，中国也在推一个环形正负电子对撞机(CEPC)，这是环形的加速器，目标能量125GeV，电子速度为光速的99.99999999916%，也是11个9！除此之外，按照计划，如果一切顺利的话，CEPC后期可能会升级成一个超级质子-质子对撞机（SppC），其中的二期工程预期期望把质子加速到75TeV，比目前LHC的7TeV高了不少，届时质子的速度能到光速的99.999999992%，有10个9，这速度，确实够快了！

CEPC设计概念图

图片来源：https://new.qq.com/omn/20191210/20191210A0G0BH00.html

此处需要多说一句，粒子的能量不是越大越好，速度也不是越快越好。这取决于研究目标。比如未来的重离子对撞机并不是要增大对撞能量，而是降低对撞能量：高能对撞相对容易，而低能对撞则难点重重。

说了这么多高能粒子对撞，有的小伙伴可能就担心了，粒子能量如此之高，那对撞机会不会产生巨大的能量，毁灭地球呢？比如产生一个微型黑洞吞没地球呢？

实际上，这种担忧是杞人忧天。粒子的能量高，是指单粒子的能量高，但是对撞机里的总粒子数，相对于宏观物质所包含的粒子数来说，其实是非常少的，所以总能量也很小，你吹一口气的总能量甚至都比对撞机里的粒子总能量高。当然，你吹出的空气分子的平均能量低，无法用于对撞！

而且，人类加速粒子达到的能量看着挺高，但是放眼宇宙，那也是个弟弟啊。1991年的时候，人们探测到了一个来自宇宙的质子，其速度是为光速的99.99999999999999999999951%，小数点后一共23个9，比目前人类能达到的速度和能量，不知道高到哪里去！

这个粒子能量实在太高了，就把它称为“The Oh-my-god particle”(据说一开始称为“god damn particle”，但是觉得不太文明，就改了)。在地球过去的45亿年里，这样的高能粒子肯定很多，但是地球并没有受到什么影响，人类也从来没有观测到，宇宙中有哪个星球被一个高能粒子给摧毁，所以，大家尽管放宽心，对撞机是摧毁不了地球的！

知乎搜索：写给未来的答案

出品：中国科普博览x知乎

作者：子乾（知乎物理学优秀答主）

中国科普博览是中科院科普云平台，由中科院计算机网络信息中心主办，依托中科院高端科学资源，致力于传播前沿科学知识，提供趣味科教服务。

wordpress邀请码的实现

有的客户需要邀请码注册，wp自学笔记这就将实现代码贡献出来，在实现邀请码的功能时有参考过一个插件。

思路：

1. 需要新建一个数据表来保存邀请码。

2. 后台需要两个页面：邀请码列表、添加邀请码。

3. 添加邀请码的时候需要能设置前缀，一次生成多个邀请码，邀请码长度可自定义，每个邀请码使用次数可设置。

数据表

code:邀请码、max:邀请码使用次数、users:使用这个验证码的所有用户、status:验证码是否可用。

数据库操作

数据库操作部分代码包括：1. 建立数据库。2.对数据的获取、增加、删除、更改等操作。

1. <?php
2. //第一次启用主题时执行
3. function ashuwp_load_theme() {
4.   global $pagenow;
5.   if ( is_admin() && \'themes.php\' == $pagenow && isset( $_GET[\'activated\'] ) ){
6.     ashuwp_invitation_code_install();
7.   }
8. }
9. add_action( \'load-themes.php\', \'ashuwp_load_theme\' );
11. //建立数据表
12. function ashuwp_invitation_code_install(){
13.   global $wpdb;
15.   $table_name = $wpdb->prefix . \'invitation_code\';
16.   if( $wpdb->get_var(\"SHOW TABLES LIKE \'$table_name\'\") != $table_name ) :
17.     $sql = \" CREATE TABLE \".$wpdb->prefix.\"invitation_code (
18.       id BIGINT NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY ,
19.       code varchar(40),
20.       max INT NOT NULL,
21.       users varchar(20),
22.       status tinyint
23.       ) ENGINE = MYISAM DEFAULT CHARSET=utf8;\";
25.     require_once(ABSPATH . \'wp-admin/includes/upgrade.php\');
26.     dbDelta($sql);
27.   endif;
28. }
30. //插入数据
31. function ashuwp_insert_invitation_code( $code, $max = 1, $users, $status){
32.   global $wpdb;
34.   if($code==\'\'){
35.     return false;
36.   }
37.   $code = trim($code);
39.   $code_exists = ashuwp_check_invitation_code($code);
41.   if(!$code_exists){
42.     $insert = \"insert into \".$wpdb->prefix.\"invitation_code (code,max,users,status) values( \'$code\', \'$max\', \'\',\'1\')\";
43.     $wpdb->query($insert);
44.     return true;
45.   }else{
46.     return false;
47.   }
48. }
50. //检查邀请码是否已存在
51. function ashuwp_check_invitation_code( $code ){
52.   global $wpdb;
54.   $sql = \"select * from \".$wpdb->prefix.\"invitation_code where code=\'$code\'\";
56.   $result = $wpdb->get_results($sql);
58.   if(!empty($result)){
59.     return true;
60.   }else{
61.     return false;
62.   }
63. }
65. //获取邀请码
66. function ashuwp_get_invitation_code($per_page=50, $page=1){
67.   global $wpdb;
69.   $page = (int)$page;
70.   $per_page = (int)$per_page;
71.   if(!$page){
72.     $page = 1;
73.   }
74.   if(!$per_page){
75.     $per_page = 50;
76.   }
78.   $begin = $per_page*($page-1);
79.   $end = $per_page*$page;
81.   $sql = \"select * from \".$wpdb->prefix.\"invitation_code limit $begin,$end\";
83.   $results = $wpdb->get_results($sql,\'ARRAY_A\');
85.   return $results;
86. }
88. //邀请码的删除、启用、禁用。
89. function ashuwp_operation_invitation_code( $id, $action ){
90.   global $wpdb;
92.   $id = (int)$id;
93.   if(!$id){
94.     return false;
95.   }
97.   if(!in_array($action,array(\'delete\',\'deactive\',\'active\'))){
98.     return false;
99.   }
101.   if($action ==\'delete\'){
102.     $sql = \"delete from \".$wpdb->prefix .\"invitation_code where id=\'$id\'\";
103.   }
105.   if($action ==\'deactive\'){
106.     $sql = \"update \".$wpdb->prefix .\"invitation_code set status=0 where id=\'$id\'\";
107.   }
109.   if($action ==\'active\'){
110.     $sql = \"update \".$wpdb->prefix .\"invitation_code set status=1 where id=\'$id\'\";
111.   }
113.   $result = $wpdb->query($sql);
115.   if($result){
116.     return true;
117.   }else{
118.     return false;
119.   }
120. }