Wenn ich in meinem Freundeskreis über Teilchenbeschleuniger spreche, dann denken immer alle direkt alle an den großen Ringbeschleuniger am Cern… und ja, auch ich habe Dan Brown gelesen. Aber abseits von der Physik der Elementarteilchen, die mit solchen Beschleunigern erforscht wird, gibt es auch noch viele andere Anwendungen wie Massenspektroskopie (C14-Bestimmung), Herstellung von Radioisotopen für die Medizin, Freie-Elektronen-Laser, Neutronenproduktion und viele andere.
Dafür gibt es dann auch wieder verschiedene Beschleuniger, je nachdem, was sie für einen Zweck verfolgen.
Ringbeschleuniger sind große Ringe, wo die Teilchen immer im Kreis beschleunigt werden. Sie haben den Vorteil, dass sie sehr hohe Energien erreichen können, aber dafür dürfen sie nur relativ kleine Ströme (eher wenige Teilchen) verarbeiten, da die geladenen Teilchen “in der Kurve” allerhand besondere Sachen machen.
Linearbeschleuniger sind lange Röhren, in denen die Teilchen einfach nur geradeaus beschleunigt werden. Bei ihnen ist es schwieriger (=teurer) hohe Energien zu erreichen, aber dafür kann man wesentlich größere Ströme (viele Teilchen) beschleunigen, da diese nicht um die Kurve müssen.
Die schlechtesten Eigenschaften beider Systeme vereint ein Zyklotron, wo ein Teilchen auf einer Spiralbahn eine endlich lange Strecke entlang beschleunigt wird. Sie stammen noch aus der Zeit vor supraleitenden Magneten und werden heutzutage hauptsächlich für den Einsatz in der Medizin gebaut.
Wie gesagt sind die Anwendungsgebiete sehr breit gefächert und gehen über diverse Grundlagenforschungen weit hinaus in die Materialwissenschaften und die Medizin. Mittlerweile wird die erreichbare Energie eigentlich nur noch durch das zur Verfügung stehende Platzangebot und die Kosten begrenzt. Wir dürfen uns in Zukunft noch auf viele neue Entdeckungen freuen, die durch Teilchenbeschleuniger erst möglich gemacht wurden.
Einen schönen Artikel gibt es z.B. auch von meinem Jülicher Kollegen in seinem Blog Knight Watch
Alle “Kurz notiert:” Artikel gibt es hier.
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