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Beschleuniger
Die Supermikroskope der Welt
Beschleuniger, oder genauer Teilchenbeschleuniger, dienen zur Untersuchung des Mikrokosmos. Ihre Entwicklung wurde durch die Rutherfordschen Streuversuche zum Aufbau der Atome beeinflusst.
In Beschleunigern werden elektrisch geladene Teilchen gebündelt und sehr stark beschleunigt. Dadurch entstehen Teilchenstrahlen mit Paketen (englisch: bunches) aus energiereichen Teilchen. Diese werden auf zu untersuchende Objekte (englisch: target) geschossen. Treffen die energiereichen Teilchen auf das Target, kollidieren einige (jedoch nicht alle!) von ihnen mit Targetteilchen.
Durch die Kollisionen kann man den Aufbau, die Strukturen, im subatomaren Bereich erforschen. Bei ausreichend hohen Energien der Teilchen im beschleunigten Teilchenstrahl werden bei den Kollisionen neue Teilchen erzeugt. Diese werden untersucht und so gewinnt man zum Beispiel Erkenntnisse über den Aufbau des frühen Universums.
Es gibt verschiedene Arten von Beschleunigern. Man kann sie allgemein in Linearbeschleuniger und Ringbeschleuniger unterteilen. Wie der Name schon sagt, werden in Linearbeschleunigern die Teilchen auf geraden Strecken beschleunigt. Dabei steht die Beschleunigungsstrecke den Teilchen nur einmalig zur Verfügung. In Ringbeschleunigern werden die Teilchen auf nahezu kreisrunden Bahnen beschleunigt, oder in sogenannten Speicherringen auf einer konstanten Geschwindigkeit gehalten. Die Teilchen können so immer wieder zu Untersuchungszwecken genutzt werden, bis in den Paketen nur noch sehr wenige Teilchen zur Verfügung stehen.
Die Kollisionen verlaufen auf zwei verschiedene Weisen: entweder treffen die beschleunigten Teilchen aus dem Teilchenstrahl auf ein ruhendes Objekt ("fixed-target-experiment"), oder zwei Teilchenstrahlen werden gegeneinander beschleunigt und die Teilchen beider Strahlen zur Kollision gebracht ("colliding-beam-experiment"). Welche Art von Experiment genutzt wird, hängt davon ab, welche Forschungsziele angesteuert werden.
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