Teilchen – beschleunigen und erschaffen
Was sind die kleinsten Bausteine der Materie und wie funktioniert ihr Zusammenspiel? Wie sind die uns bekannten chemischen Elemente des Periodensystems entstanden? Nach Antworten auf diese und viele weitere Fragen suchen Physikerinnen und Physiker mithilfe von Teilchenbeschleunigern.
Mit Teilchenbeschleunigern wird nach den elementaren Grundbausteinen der Materie gefahndet. Diese Maschinen beschleunigen kleinste Teilchen – wie Elektronen, Protonen oder Atomkerne – fast auf Lichtgeschwindigkeit, um sie dann gezielt miteinander kollidieren zu lassen. Bei solchen Kollisionen können neue, bislang unbekannte Teilchen entstehen, die die Forscherinnen und Forscher mit riesigen Detektoren untersuchen. Auch die Struktur von Neutronen und Protonen – aus denen sich die Atomkerne aller Elemente zusammensetzen – nehmen sie mit den Detektoren unter die Lupe, um das Zusammenspiel der elementaren Grundbausteine und der daraus aufgebauten Materie zu verstehen.
Durch ihre Experimente mit Teilchenbeschleunigern verstehen Physikerinnen und Physiker immer besser, wie sich die Grundbausteine unserer Welt verhalten und miteinander in Wechselwirkung treten. Auch Fragen der Astrophysik, wie beispielsweise nach der Entstehung der schweren Elemente im Universum oder dem Aufbau von Neutronensternen, gehen sie auf den Grund. Und nicht zuletzt: Teilchenbeschleuniger finden mittlerweile Verwendung in vielen Bereichen der Industrie, Technik und Medizin.