Hva er en partikkelakselerator?

July 5  by Eliza

En partikkelakselerator, også kjent som et atom smasher eller en partikkel Collider, er en enhet som akselererer subatomære partikler til høye hastigheter, og opprettholder dem i små, ensartede bjelker. Partikkelakseleratorer har mange programmer i vanlig bruk, og i eksperimentell og teoretisk fysikk forskning. The Large Hadron Collider, den største partikkelakseleratoren som eksisterer på tidspunktet for byggingen, er designet for å kollidere partikler i håp om å bryte dem fra hverandre og oppdage den teoretiske Higgs-Boson partikkelen. Mye mindre akseleratorer er tilstede i form av katodestrålerør i enkle fjernsynsapparater.

Katodestrålerør og røntgengeneratorer, både brukes av mange mennesker på daglig basis, er begge eksempler på lavenergi partikkelakseleratorer. Et katodestrålerør TV har et vakuumrør inneholdende en eller flere elektronkanoner og innretninger for å avbøye elektronstrålen. Strålen avbøyes etter behov på en fluoriserende skjerm, fra hvilke bilder som er emittert. Røntgengeneratorer akselerere og kolliderer høye mengder av røntgen med en heavy metal målet; noe i mellom generatoren og metallet vil øke mønsteret av røntgenstråler som treffer metallet. Medisinske fagfolk bruke dette til å diagnostisere problemer innsiden av menneskekroppen.

Høyere effekt partikkelakseleratorer, slik som de er i stand til å utløse kjernereaksjoner, blir vanligvis brukt for vitenskapelige formål. En partikkelakselerator anvendes for eksperimenter vanligvis akselerere strømmer av subatomære partikler i motsatte retninger ved hastigheter nær lysets hastighet. De deretter manipulere og kolliderer disse bjelker; partiklene som utgjør bjelker knuse mot hverandre og bryte hverandre. Fysikere bruke spesielle detektorer for å analysere de brutt ned partikler, søker etter enda mindre partikler. Hver ny partikkel oppdaget av fysikere gir en verden av innsikt om naturen og makeup av all materie.

Mange eksperimentell partikkelfysikk kollisjoner, spesielt Large Hadron Collider, har skapt bekymring blant enkelte fysikere om risikoen knyttet til slike enheter ikke bare til de forskerne som er involvert, men til Jorden som helhet. Noen matematiske teorier viser muligheten for at en høyeffekts partikkelakseleratoren kan forårsake dannelse av miniatyr sorte hull. De fleste fysikere, men er enige om at disse mikro sorte hull, hvis produsert, ville presentere liten eller ingen trussel som de enten ville spre til ufarlig Hawking stråling eller vokser for sakte til å presentere noen form for rimelig fare.

En partikkelakselerator kan virke for noen å være en noe primitiv verktøy, som minner om cavepeople bashing steiner sammen for å finne ut hva som finnes på innsiden. Den vitenskapelige kunnskap fra slike enheter, men er enorm og vil trolig fortsette å være så partikkelakseleratorer bli mer og mer kraftfull. Elektronet, for eksempel, ble oppdaget ved bruk av et katodestrålerør. Noen teoretisere at Higgs-Boson partikkelen, hvis oppdaget, kunne gi nøkkelen til en mye større forståelse av den fysiske verden som helhet.

  • Katodestrålerør er små, laveffekts-versjoner av en partikkelakselerator.