Hvad er en partikelaccelerator?
En partikelaccelerator, også kendt som en atomudbryder eller en partikelcollider, er en anordning, der accelererer subatomære partikler til høje hastigheder og opretholder dem i små, konsistente bjælker. Partikelacceleratorer har mange anvendelser i almindelig brug og i eksperimentel og teoretisk fysikforskning. Den store Hadron Collider, den største partikelaccelerator, der eksisterede på tidspunktet for dens konstruktion, var designet til at kollidere partikler i håb om at bryde dem fra hinanden og opdage den teoretiske Higgs-Boson-partikel. Meget mindre acceleratorer er til stede i form af katodestrålerør i enkle tv-apparater.
Katodestrålerør og røntgengeneratorer, der begge bruges af mange mennesker dagligt, er begge eksempler på partikleracceleratorer med lav energi. Et fjernsyn med katodestrålerør har et vakuumrør, der indeholder en eller flere elektronpistoler og midlerne til at aflede elektronstrålen. Strålen afbøjes efter behov på en fluorescerende skærm, hvorfra billeder udsendes. Røntgengeneratorer accelererer og kolliderer store mængder røntgenstråler med et tungmetallmål; alt imellem generatoren og metallet vil forøge mønsteret med røntgenstråler, der rammer metallet. Medicinske fagfolk bruger dette til at diagnosticere problemer inde i den menneskelige krop.
Partikelacceleratorer med højere styrke, såsom dem, der er i stand til at udløse nukleare reaktioner, bruges generelt til videnskabelige formål. En partikelaccelerator, der bruges til fysikeksperimenter, accelererer normalt strømme af subatomære partikler i modsatte retninger ved hastigheder nær lysets hastighed. De manipulerer og kolliderer derefter disse bjælker; de partikler, der udgør bjælkerne, smadrer mod hinanden og går i stykker. Fysikere bruger specielle detektorer til at analysere de neddelte partikler og søge efter endnu mindre partikler. Hver nye partikel opdaget af fysikere giver en verden af indsigt om arten og sammensætningen af al materie.
Mange eksperimentelle partikelkolliderere, især Large Hadron Collider, har skabt bekymring blandt nogle fysikere over risikoen, som sådanne apparater udgør ikke kun for de involverede forskere, men for Jorden som helhed. Nogle matematiske teorier viser muligheden for, at en partikelaccelerator med høj effekt kan forårsage dannelse af små sorte huller. De fleste fysikere er imidlertid enige om, at disse mikrosorte sorte huller, hvis de produceres, ville udgøre ringe eller ingen trussel, da de enten ville sprede sig i ufarlig Hawking-stråling eller vokse for langsomt til at udgøre nogen form for rimelig fare.
En partikelaccelerator kan for nogle synes at være et noget primitivt værktøj, der minder om hulefolk, der basserer sten sammen for at finde ud af, hvad der findes inde. Den videnskabelige viden, der er opnået fra sådanne enheder, er imidlertid enorm og vil sandsynligvis fortsat være, når partikelacceleratorer bliver mere og mere magtfulde. Elektronet blev for eksempel opdaget ved hjælp af et katodestrålerør. Nogle teoretiserer, at Higgs-Boson-partiklen, hvis den blev opdaget, kunne give nøglen til en meget større forståelse af den fysiske verden som helhed.