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Teilchenbeschleuniger

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by

Carolin Becker

on 14 May 2014

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Transcript of Teilchenbeschleuniger

Teilchenbeschleuniger
Linearbeschleuniger
in gerader Linie beschleunigt
Beschleunigung durch Wechselspannung/ elektrische Wechselfelder
Vorteil: technisch einfacher; vermeidet Energieverluste
Nachteil: benötigt mehr Beschleunigungselemente -> Baulänge sehr groß
sog. Driftröhren
Ringbeschleuniger
in kreisförmiger Bahn beschleunigt
Vorteil: immer die gleiche Beschleunigungsstrecke
Nachteil: durch starke Ablenkung -> Energieverlust
starke Magnete zur Ablenkung
großer Umfang des Beschleunigers
Lorentzkraft
F=evB
Einsatzgebiete
Kernphysik als Teilchenbeschleuniger
Materialuntersuchung, Nahrungsmittelsterilsation
Radiotheraphie von Tumoren
Atom-und Molekülphysik: Untersuchung der Materie
Geo-und Materialwissenschaften
Molekular-und Zellbiologie
Röntgenstrahlung
CERN
bei Genf
Europäisches Teilchenforschungszentrum
größter Teilchenbeschleuniger der Welt (27km)
Aufgabe des LHC: Untersuchung der Materie
( Higgs- Teilchen, dunkle Materie etc. )
Beschleunigung auf 3500 GeV
Betreibung von Forschung an Elementarteilchen
Definition
Gerät, in dem elektr. geladene Teilchen durch elektr. Felder auf große Geschwindigkeiten beschleunigt werden
Vakuum
annähernd Lichtgeschwindigkeit
geradlinige Beschleuniger & zyklische Beschleuniger
Relativitätstheorie: Lichtgeschwindigkeit kann nicht überschritten werden
Stärke eines Beschleunigers: Elektronenvolt (eV)
elektromagnetische Kraft beschleunigt die Teilchen
Wozu Grundlagenforschung mit Teilchenbeschleunigern ?
Tatsache:
Forschungsgeräte größer & teurer
Experimente langwieriger
Grund
: Fortschreiten der Wissenschaft
-> große Instrumente sind zwingend
Vorteil:
je tiefer in die Materie desto mehr Zusammenhänge der Natur
Teilchenbeschleuniger: was hält die Erde im Innersten zusammen ?
Diagnose und Therapien von Krankheiten
http://www.physicsmasterclasses.org/exercises/kworkquark/de/kennenlernen/artikel.teilchen-beschleunigen-2/3/1/index.html
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/bewegung-ladungen-feldern/lb/bewegung-ladungen-feldern-teilchenbeschleuniger-0
Synchrotron
Zyklotron
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/bewegung-ladungen-feldern/lb/bewegung-ladungen-feldern-teilchenbeschleuniger-3
Die Braun'sche Röhre
funktioniert wie ein Teilchenbeschleuniger
1897 von Karl Ferdinand Braun erfunden
Anwendung in der Technik (Computer, Fernseher)
Quellen
Inhalt:
http://de.wikipedia.org/wiki/Teilchenbeschleuniger
http://www.stern.de/wissen/kosmos/groesster-teilchenbeschleuniger-lhc-der-riese-ruht-2044871.html
http://www.weltderphysik.de/gebiet/teilchen/experimente/teilchenbeschleuniger/
http://www.weltderphysik.de/gebiet/teilchen/experimente/teilchenbeschleuniger/
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/bewegung-ladungen-feldern/lb/bewegung-ladungen-feldern-teilchenbeschleuniger-0
http://www.physicsmasterclasses.org/exercises/bonn1/de/beschleuniger_arten.htm
http://www.laurentianum.de/physikmuseum/braunroehre.htm
http://www.weltmaschine.de/cern_und_lhc/
http://www.weltderphysik.de/gebiet/teilchen/grundlagenforschung/wozu-grundlagenforschung/
Bilder:
http://www.idn.uni-bremen.de/cvpmm/content/elementarteilchenphysik/graphiken_sle/bild30.jpg
http://www.solstice.de/grundl_d_tph/exp_besch/synchrotron.jpg
http://www.foerdegymnasium.de/projekte/Teilchenbeschleuniger/Images/zykloani.gif
http://www.jameda.de/gesundheits-lexikon/bilder/big/506847.jpg
http://www.laurentianum.de/physikmuseum/images/braun2.jpg
Videos:
youtube: Animation einer Protonenkollision im LHC
Teilchenbeschleuniger LHC ( Cern )
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