Teilchenbeschleuniger

Ein Teilchenbeschleuniger ist ein Gerät, das geladene Teilchen auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigen kann. Teilchenbeschleuniger werden in der Physik unter anderem zur Erforschung von Materie genutzt.

Teilchenbeschleuniger nutzen elektromagnetische Felder. Um durch die elektromagnetische Kraft beschleunigt zu werden, müssen die Teilchen geladen sein (Elektronen, Protonen oder Ionen). Die geladenen Teilchen durchlaufen zuerst einen Linearbeschleuniger, in dem ein Vakuum vorliegt. Dies verhindert, dass die Teilchen durch Luftmoleküle gebremst werden.

Je nach Art des Teilchenbeschleunigers erfolgt dann eine weitere Beschleunigung, z.B. in einem kreisförmigen Beschleuniger.

Es gibt verschiedene Arten von Teilchenbeschleunigern:

• Ein Linearbeschleuniger (LINACs) beschleunigt Teilchen auf einer geraden Linie. Angewendet werden Linearbeschleuniger z.B. in Röntgenquellen oder in der Strahlentherapie von Tumoren
• Kreisbeschleuniger
  • Ein Zyklotron nutzt ein starkes Magnetfeld, um geladene Teilchen spiralförmig zu beschleunigen
  • Synchrotron-Beschleuniger beschleunigen Teilchen in einem ringförmigen Magnetfeld und halten sie in einer stabilen Bahn
• Ein Collider beschleunigt Teilchenstrahlen in entgegengesetzte Richtungen und lässt sie kollidieren

• Teilchenphysik: Teilchenbeschleuniger wie der Large Hadron Collider (LHC) am CERN haben zur Entdeckung neuer Elementarteilchen, wie z.B. das Higgs-Boson beigetragen.
• Materialforschung: Synchrotrone ermöglichen die Untersuchung von Materialeigenschaften auf atomarer Ebene, was in der Entwicklung neuer Materialien und Technologien von Bedeutung ist.
• Medizin: Teilchenbeschleuniger werden u.a. in der Strahlentherapie sowie für die Herstellung von Radiopharmazeutika im Rahmen der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) eingesetzt.

• Chemielexikon – Teilchenbeschleuniger, abgerufen am 22.08.2023
• Helmholtz Forschungsakademie Hessen für FAIR – Wie funktioniert ein Teilchenbeschleuniger?, abgerufen am 22.08.2023