Hva er en partikkelakselerator?
En partikkelakselerator, også kjent som en atomsmusser eller en partikkeloppsamler, er en enhet som akselererer subatomære partikler til høye hastigheter og opprettholder dem i små, konsistente bjelker. Partikkelakseleratorer har mange bruksområder i vanlig bruk og i eksperimentell og teoretisk fysikkforskning. The Large Hadron Collider, den største partikkelakseleratoren som eksisterte på tidspunktet for konstruksjonen, var designet for å kollidere partikler i håp om å bryte dem fra hverandre og oppdage den teoretiske Higgs-Boson-partikkelen. Mye mindre akseleratorer er til stede i form av katodestrålerør i enkle TV-apparater.
Katodestrålerør og røntgengeneratorer, begge brukt av mange mennesker på daglig basis, er begge eksempler på lavenergi-partikkelakseleratorer. En katodestrålerør-TV har et vakuumrør som inneholder en eller flere elektronpistoler og midler til å avlede elektronstrålen. Strålen avbøyes etter behov på en lysstoffrør, fra hvilken bilder sendes ut. Røntgengeneratorer akselererer og kolliderer høye mengder røntgenstråler med et tungmetallmål; alt mellom generatoren og metallet vil øke mønsteret med røntgenstråler som treffer metallet. Medisinske fagpersoner bruker dette for å diagnostisere problemer inne i menneskekroppen.
Partikkelakseleratorer med høyere kraft, slik som de som er i stand til å utløse kjernefysiske reaksjoner, brukes vanligvis til vitenskapelige formål. En partikkelakselerator som brukes til fysikkeksperimenter akselererer vanligvis strømmer av subatomære partikler i motsatte retninger med hastigheter nær lysets hastighet. De manipulerer og kolliderer deretter disse bjelkene; partiklene som utgjør bjelkene smash mot hverandre og brytes fra hverandre. Fysikere bruker spesielle detektorer for å analysere de nedbrutte partiklene, og lete etter enda mindre partikler. Hver nye partikkel oppdaget av fysikere gir en verden av innsikt om arten og sminke av all materie.
Mange eksperimentelle partikkelkolliderere, spesielt Large Hadron Collider, har forårsaket bekymring blant noen fysikere for risikoen som slike apparater utgjør ikke bare for forskerne som er involvert, men for jorden som helhet. Noen matematiske teorier viser muligheten for at en kraftig partikkelakselerator kan forårsake dannelse av svarte hull i miniatyr. De fleste fysikere er imidlertid enige om at disse mikro-sorte hullene, hvis de produseres, ville utgjøre liten eller ingen trussel, ettersom de enten vil spre seg til ufarlig Hawking-stråling eller vokse for sakte til å utgjøre noen form for rimelig fare.
En partikkelakselerator kan virke for noen å være et noe primitivt verktøy, som minner om at grottefolk bashing steiner sammen for å finne ut hva som finnes inni. Den vitenskapelige kunnskapen som er oppnådd fra slike enheter er imidlertid enorm og vil sannsynligvis fortsette å være etter hvert som partikkelakseleratorer blir mer og mer kraftige. Elektronet ble for eksempel oppdaget ved bruk av et katodestrålerør. Noen teoretiserer at Higgs-Boson-partikkelen, hvis den ble oppdaget, kan gi nøkkelen til en mye større forståelse av den fysiske verden som helhet.