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 Beschleuniger
Das ultimative Mikroskop! Wie funktioniert ein Teilchenbeschleuniger? Die Menschen benutzen die Informationen über herumwirblende Lichtwellen um die Welt zu entdecken (andere Tiere, wie Delphine und Fledermäuse, senden und empfangen Echowellen). Und wirklich, jede Art von Reflektierten Wellen können benutzt werden um Informationen über die Umgebung zu erhalten. Das Problem bei der Nutzung von Wellen zur erkennung der physikalischen Welt ist, das die Qualität des Bildes durch die verwendete Wellenlänge beschränkt ist. Unsere Augen sind an sichtbares Licht angepasst, dass eine Wellenlänge zwischen 0.4 und 0.8 Micrometern besitzt (0.000001 oder 10-6m). Das bedeutet, dass unser Auge nichts erkennen können das kleiner wie 0.4 Micrometer ist, was im Normalfall auch völlig ausreichend ist. Aber CERN Physiker untersuchen die Bestandteile von Stoffen auf subatomarer Ebene, hier bewegen sich die “Entfernungen“ im Femtometer Bereich, 1 Femtometer entspricht 10-15 Metern. Hier kann selbst der am besten sehende Mensch schon lange keine Details mehr erkennen. Im frühen 20 Jahrhundert wurde entdeckt, das sich bewegende Partikel auch als Wellen betrachtet werden können, je kleiner die Wellenlänge eines Partikels ist, desto größer ist seine Energie und umgekehrt. Folglich können Stoffe die kleiner als ein Mikron sind mit Hilfe von Elektronen überprüft werden, vorausgesetzt Ihre Energie ist groß genug. Das ist das Funktionsprinzip eines Elektronenmikroskops. Elektronenmikroskope werden mittlerweile nicht nur in der Physik, sondern auch in der Biologie und der Metallurgie eingesetzt um Details von Zellen oder Legierungen zu untersuchen. Jedoch kann selbst das beste Elektronen Mikroskop nur ein unscharfes Abbild eines Atoms liefern. Da ALLE Partikel Welleneigenschaften besitzen, können Physiker Partikel mit den kürzesten möglichen Wellenlängen als ihre Prüfspitzen benutzen. Um allerdings in der Lage zu sein, Details zu untersuchen, die eine Milliarde mal kleiner sind als ein Atom, benötigen Sie Partikel, deren Energie eine Milliarde mal höher wie die eines Atoms ist. Das bedeutet, das je kleiner die Details sind, die untersucht werden sollen, eine umso größere Maschine benötigt wird. Aus diesem Grund werden Teilchenbeschleuniger gebaut, sie beschleunigen Elektronen um so die benötigte Energie zu erhalten. |
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