1.почему при столкновении быстрых частиц появляются частицы с массой превышающие массу сталкивающихся.
2.почему для ускорения частиц до скоростей близких к космическим необходим ускоритель больших размеров?

1. Эффект Черенкова.
2. Это связано с законом, описывающем силу, действующую на заряд в магнитном поле (сила Лоренца). Радиус:
  R=m*v/(e*B)
Отсюда следует простой вывод:  чем больше скорость, тем БОЛЬШЕ радиус ускорителя.