Linearbeschleuniger

Der Linearbeschleuniger ist der einfachste Typ eines Teilchenbeschleunigers. Sein Aufbau besteht aus einer Reihe von Röhren, die an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen sind.

Wie funktioniert ein Teilchenbeschleuniger vom Typ Linearbeschleuniger?

1. Ein geladenes Teilchen wird von einer Quelle in die erste Röhre geschossen.
2. Die Spannung wird so angepasst, dass das Teilchen von der nächsten Röhre angezogen wird.
3. Im Zwischenraum zwischen den Röhren erfährt das Teilchen eine Beschleunigung.
4. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis das Teilchen die gewünschte Energie erreicht hat.

Vorteil: Linearbeschleuniger ermöglichen eine sehr präzise Kontrolle über die Teilchenenergie.

Nachteil: Sie benötigen viel Platz, da die Beschleunigungsstrecke mit der gewünschten Endenergie zunimmt.

DESY - Deutsches Elektronen-Synchrotron

DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron) ist das führende deutsche Forschungszentrum für Teilchenphysik und eine der weltweit renommiertesten Einrichtungen auf diesem Gebiet.

Wichtige Fakten zu DESY:

• Gegründet: 18.12.1959
• Standorte: Hamburg und Zeuthen
• Mitarbeiter: 2300 (2100 in Hamburg, 200 in Zeuthen)
• Jahresbudget: 230 Millionen Euro

Highlight: DESY wird zu 90% vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und zu 10% von den Ländern Hamburg und Brandenburg finanziert.

Forschungsschwerpunkte von DESY:

1. Entwicklung und Betrieb von Teilchenbeschleunigern
2. Erforschung der Eigenschaften von Materie mit Photonen

Allgemeines und Geschichte der Teilchenbeschleuniger

Die Geschichte der Teilchenbeschleuniger reicht bis ins späte 19. Jahrhundert zurück. Den Grundstein legte Karl Ferdinand Braun 1897 mit der Entwicklung der Braunschen Röhre, die später für Fernseher genutzt wurde. Ein bedeutender Durchbruch gelang 1929 mit dem Vorschlag, Wechselfelder zur Teilchenbeschleunigung zu nutzen.

In den 1930er Jahren wurden die ersten praktischen Beschleuniger gebaut. Ernest Lawrence und Milton Stanley Livingstone konstruierten 1930 das erste Zyklotron. Nur zwei Jahre später gelang John Cockroft und Ernest Walton die erste künstliche Kernreaktion mit einem Beschleuniger.

Highlight: Die Entwicklung der Teilchenbeschleuniger machte in den folgenden Jahrzehnten enorme Fortschritte. 1954 wurde der erste Ringbeschleuniger gebaut, der Teilchen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigte.

In den 1960er Jahren erreichten Synchrotrone bereits Energien von 30 GeV. Den vorläufigen Höhepunkt markiert der Large Hadron Collider am CERN, der 2015 Protonen auf die Rekordenergie von 6,5 TeV beschleunigte.

Definition: Die Einheit TeV steht für Teraelektronenvolt und entspricht einer Billion Elektronenvolt - ein Maß für die enorme Energie der beschleunigten Teilchen.