Hallo,
kann mir jemand auf laienhafte Weise erklären, was ein Teilchenbeschleuniger ist und was es mit dem CERN-Projekt auf sich hat?
Ich kapier das nicht. Was passiert da und was sind die Ziele?
Danke,
tommyboy
Hallo, Tommy,
ich hoffe, das ist nicht zuuuu einfach für dich - ich will dir nicht zu nahe treten!!!
Aber ich bin bei meinen Suchen (siehe thread weiter unten) auch auf diese Seite von CERN für KINDER gestoßen:
http://microcosm.web.cern.ch/microcosm/LHCGame/LHCGa…
das ist ein Spiel, in dem man die Prozesse des LHC nachstellen kann.
Auch hier gibts einfache Erklärungen:
http://www.bazonline.ch/wissen/technik/story/27226460
Informativ ist auch die CERN Seite selbst - leider nur in Englisch
http://public.web.cern.ch/public/en/LHC/LHC-en.html
Gruß, jenny
Hallo!
Wir glauben, dass die Welt aus einer relativ geringen Zahl von Teilchensorten aufgebaut sind (Quarks, Elektronen, Neutrinos, …). Zwischen diesen bestehen vier Grundkräfte: Gravitation, Elektromagnetismus, starke Kernkraft, schwache Kernkraft. Die moderne Physik hat die Hoffnung, dass sich alle Phänomene in der Natur auf diese Teilchen und die genannten Wechselwirkungen zurückführen lassen.
Während aber die Gravitation und der Elektromagnetismus eine theoretisch unbegrenzte Reichweite haben, treten die anderen beiden nur bei extrem geringen Entfernungen auf und sind daher schwer zu beobachten. Andererseits sind die beiden Kernkräfte aber viel stärker, weshalb die Bindungsenergien auch viel größer sind.
Will man also diese Dinge erforschen, muss man künstlich Teilchen mit hoher Energie direkt aufeinander prallen lassen und darauf hoffen, dass die „Bruchstücke“ dieses Aufpralls etwas über diesen Mikrokosmos erzählen.
Soviel zur Zielsetzung.
Nun zur Technik: Der einfachste Teilchenbeschleuniger ist die gute alte Fernsehröhre. Dort werden mit einer Glühkathode Elektronen freigesetzt und durch ein elektrisches Feld beschleunigt. Dann prallen sie von hinten auf den Schirm und erzeugen einen leuchtenden Punkt.
Die Geschwindigkeit, die die Elektronen dabei erreichen, hängt von der Spannung des elektrischen Feldes ab. Da man keine beliebig hohe Spannung anlegen kann, ist die Energie der Elektronen begrenzt. In einem Ringbeschleuniger durchlaufen die Teilchen die Beschleunigungsspannung mehrmals und werden mit jedem Beschleunigungsschub ein bisschen schneller (oder besser: energiereicher). Das ist aber nur möglich, wenn sie sich nicht geradlinig sondern auf einer Kreisbahn bewegen. Deswegen besitzt jeder Teilchenbeschleuniger große Elektromagnete, die die Teilchen auf der Spur halten.
Wenn die gewünschte Energie erreicht ist, wird der Teilchenstrahl aus dem Ring herausgelenkt und auf ein Target (=Ziel) geschossen. Das kann z. B. ein festes Stück Metall sein, oder - wie beim LHC - ein entgegenkommendes Teilchenpaket. Um den Ort der Kollision ordnet man dann möglichst viele empfindliche Detektoren an, die die Reaktionsprodukte auffangen, nachweisen und ihre Spur nachzeichnen.
Soviel mal zum Allgemeinen. Was jetzt speziell CERN un den LHC anbetrifft: Das übersteigt mein Fachwissen bei weitem. Aber vielleicht gibt es ja ein paar Experten hier…
Michael
Servus, Michael:smile:
das ist auf meiner Suche, mich schlau zu machen und rudimentäres Schulwissen aufzufrischen, das Verständlichste, was ich gelesen habe!
Ich hätt’ mir eine lange „Basiswissen-Auffrischungsnacht“ erspart…*g*
Dank und Gruß, jenny
Vielen Dank Michael für deine ausführliche Antwort und die Mühe die du dir gemacht hast. Das ist wirklich eine verständliche Erklärung!!!
tommyboy
kleinste Teilchen
Alle Materie (also ‚Sachen, Dinge‘) bestehen aus Atomen.
Diese Atome bestehen aus einem Atomkern und soganannten Elektronen, die ‚um den Kern schwirren‘.
Nun gibt es ähnlich wie bei einem Magneten der den anderen Magnet 'mal anzieht, 'mal wegdrückt, Pole (am selben Stück) oder - bei Einzelteilchen: Ladung.
Nämlich positive und negative Ladung (Das heißt nichts weiter, als daß sich zwei positive (oder zwei negative) Ladungen wegdrücken und zwei verschiedene Ladungen anziehen.
Im Atomkern gibt es nun Nautronen und Protonen.
Die Protonen sind positiv geladen und die Neutronen gar nicht.
Die kleben quasi als Atomkern irgendwie zusammen.
Die Elektronen sind negativ geladen.
Wie die Erde - im Gleichgewicht zwischen Anziehung der Sonne und der Fliehkraft der Erde - um die Sonne kreist, so schwirren die (negativen) Elektronen um den (positiven) Atomkern.
Nun bestehen die Nautronen und Protonen im Atomkern aber aus noch kleineren Teilchen, den sogenannten Quarks.
Diese Quarks können aber nicht einzeln im Raum 'rumfliegen, wie alle anderen Teilchen (Protonen, Neutronen, Elektronen - egal, wie sie geladne sind), sondern sind eine Art Erklärungsmodell dafür, wie Protonen und Neutronen im Atomkern zusammengebacken bleiben können ohne SICH ABZUSTOßEN (weil sie ja gleich geladen sind und sich abstoßen müßten)).
So …
Ein Teilchenbeschleuniger ist nun ein großer Ring aus Magneten, der solche einzelnen Teilchen in seinem Magnetfeld auf einer Kreisbahn kreisen lassen kann!
Das ging bisher nur mit Elektronen.
Mit dem neuen Dingens, dem LHC geht das jetzt auch mit Protonen.
Da sollen nun ganze Horden von Protonen aufeinandergeschossen werden.
Ein großer Detektor nimmt dabei - wie eine Kamera quasi - auf, was passiert ist.
Dann kann man Sachen sehen, die man vorher noch nie sehen konnte zB was passiert ist und so.
War das einfach erklärt?
Hallo!
Ein Teilchenbeschleuniger ist nun ein großer Ring aus
Magneten, der solche einzelnen Teilchen in seinem Magnetfeld
auf einer Kreisbahn kreisen lassen kann!Das ging bisher nur mit Elektronen.
Das ist falsch.
Bei der GSI in Darmstadt z. B. werden sogar schwere Ionen beschleunigt, die eine zigmal größere Ruhemasse haben als das Proton. Die größere Masse bringt keine prinzipiell neuen Schwierigkeiten mit sich.
Neu an CERN ist die enorm hohe Geschwindigkeit, auf die die Protonen beschleuniget werden.
Michael
1 „Gefällt mir“