Teilchenbeschleuniger

Ein Teilchenbeschleuniger ist ein Gerät oder eine Anlage, in der elektrisch geladene Teilchen (z. B. Elementarteilchen, Atomkerne, ionisierte Atome oder Moleküle) durch elektrische Felder auf große Geschwindigkeiten beschleunigt werden. Im Innenraum des Beschleunigers herrscht im Allgemeinen Vakuum. Die physikalischen Gesetzmäßigkeiten und Funktionsweisen der verschiedenen Teilchenbeschleunigertypen beschreibt die Beschleunigerphysik.

Je nach Teilchenart und Beschleunigertyp können die beschleunigten Teilchen annähernd Lichtgeschwindigkeit erreichen. Ihre Bewegungsenergie (kinetische Energie) beträgt dann ein Vielfaches ihrer eigenen Ruheenergie. In diesen Fällen beschreibt die Spezielle Relativitätstheorie die Teilchenbewegung.

Die größten Beschleunigeranlagen werden in der Grundlagenforschung (bspw. in der Hochenergiephysik) eingesetzt, um mit den hochenergetischen Teilchen die fundamentalen Wechselwirkungen von Materie zu untersuchen und allerkleinste Strukturen zu erforschen. Daneben haben Teilchenbeschleuniger aber auch eine immer größere Bedeutung in der Medizin sowie für viele industrielle Anwendungen.

Teilchenbeschleuniger werden im Fachjargon oft, aber etwas irreführend, als „Maschinen“ bezeichnet. In den 1950er und 1960er Jahren wurde auch von einer atomaren „Artillerie“ gesprochen, die durch die Maschinen ermöglicht wurde. Damit war der Beschuss (Bombardement) von Atomkernen mit atomaren Teilchen („Artillerie“, z. B. Deuteronen), die allmählich für Experimente zur Verfügung standen, gemeint. Diese Bezeichnung ist historisch.

↑ Frank Hinterberger: Physik der Teilchenbeschleuniger und Ionenoptik. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg 2008, ISBN 978-3-540-75281-3, doi:10.1007/978-3-540-75282-0.
↑ D. A. Edwards, M. J. Syphers: An Introduction To The Physics Of High Energy Accelerators. Wiley, New York 1993, ISBN 978-3-527-61727-2 (englisch, archive.org [abgerufen am 13. April 2023]).
↑ Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie Heilung aus dem Teilchenbeschleuniger Archivlink (Memento vom 6. Mai 2013 im Internet Archive), abgerufen am 7. Juli 2013.

[1] Frank Hinterberger: Physik der Teilchenbeschleuniger und Ionenoptik. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg 2008, ISBN 978-3-540-75281-3, doi:10.1007/978-3-540-75282-0.

[2] D. A. Edwards, M. J. Syphers: An Introduction To The Physics Of High Energy Accelerators. Wiley, New York 1993, ISBN 978-3-527-61727-2 (englisch, archive.org [abgerufen am 13. April 2023]).

[3] Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie Heilung aus dem Teilchenbeschleuniger Archivlink (Memento vom 6. Mai 2013 im Internet Archive), abgerufen am 7. Juli 2013.