Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe atoombrekers werken

Atomenbrekers (deeltjesversnellers)

Een atoom bestaat uit kleine deeltjes, elektronen genaamd, die rond een kern draaien. De kern bestaat uit deeltjes die protonen en neutronen worden genoemd. Atoomkrakers, ook wel deeltjesversnellers genoemd, zijn ontworpen om deze subatomaire deeltjes tot ongelooflijk hoge snelheden te versnellen en ze vervolgens met elkaar in botsing te brengen. Hierdoor kunnen we de deeltjes in detail bestuderen en meer begrijpen over de fundamentele krachten van de natuur.

Hoe werken Atom Smashers?

Atoomkrakers gebruiken sterke elektrische en magnetische velden om deeltjes te versnellen en te controleren. Deze velden worden gecreëerd door krachtige magneten en radiogolven. De magneten buigen de baan van geladen deeltjes, terwijl de radiogolven ze versnellen.

De deeltjes worden versneld in een cirkelvormig of lineair pad. In cirkelvormige versnellers worden de deeltjes door de sterke magnetische velden in een cirkelvormige baan gehouden. In lineaire versnellers worden de deeltjes in een rechte lijn versneld door een reeks radiogolven.

In de versneller bereiken de deeltjes extreem hoge snelheden. Wanneer de deeltjes de gewenste energie bereiken, komen ze in botsing met een doel, zoals een stilstaand doel of een andere deeltjesbundel.

De Large Hadron Collider

De Large Hadron Collider (LHC) is de grootste en krachtigste atoombreker ter wereld. Het is gevestigd bij de Europese Organisatie voor Nucleair Onderzoek (CERN) in Zwitserland. De LHC is gebouwd om protonen te versnellen tot energieën van 13 tera-elektronvolt (TeV), wat overeenkomt met de energie van twee snel rijdende passagiersvliegtuigen die frontaal op elkaar botsen.

De LHC wordt gebruikt om de fundamentele materiedeeltjes te bestuderen en te zoeken naar nieuwe fenomenen, zoals donkere materie en extra dimensies. De LHC wordt ook gebruikt om het standaardmodel van de deeltjesfysica te testen, de huidige theorie over hoe het universum werkt.

Ontdekking van het Higgsdeeltje

Een van de belangrijkste ontdekkingen die met een atoomkraker zijn gedaan, was het Higgsdeeltje. Het Higgsdeeltje is een subatomair deeltje dat andere deeltjes hun massa geeft. Het werd in 2012 ontdekt bij de Large Hadron Collider.

De ontdekking van het Higgsdeeltje bevestigde een belangrijke voorspelling van het Standaardmodel van de deeltjesfysica en hielp ons een beter begrip te krijgen van hoe het universum werkt.

Atomenbrekers en de toekomst

Atoomkrakers zijn essentiële hulpmiddelen voor het bestuderen van de fundamentele aard van materie en het universum. Ze hebben ons in staat gesteld veel belangrijke ontdekkingen te doen, zoals het Higgsdeeltje. Atoomkrakers zijn ook essentieel voor de ontwikkeling van nieuwe technologieën, zoals medische beeldvorming en kankertherapie.

Atoomkrakers zijn complexe en dure machines, maar ze zijn essentieel voor het bevorderen van ons begrip van het universum. De volgende generatie atoomvernietigers, zoals de International Linear Collider (ILC), zal zelfs nog krachtiger zijn dan de LHC en ons in staat stellen meer doorbraken te realiseren over de aard van de werkelijkheid.