Wat is het nut en de werking van de deeltjesversneller?

Antwoord

Beste Rowin,

Over het algemeen worden magneten voor twee reden gebruikt in deeltjesversnellers: om de deeltjes te versnellen, of om ze af te buigen.

De versnelling gebeurt ofwel elektrostatisch wanneer een deeltje door een statisch veld versnelt wordt zoals in oude televisiesets, of elektrodynamisch, wanneer een deeltje door een veranderend, meestal oscillerend magnetisch veld gaat. De elektrodynamische methode heeft het voordeel dat een deeltje meerdere keren kan versneld worden door dezelfde magneten door de frequenties van de oscillaties te verhogen. Daarom zijn de grootste deeltjesversnellers zoals de Large Hadron Collidor (LHC) circulair en gebruiken ze de elektrodynamische methode. Alleen supergeleidende  magneten kunnen de magnetische velden genereren die de grote deeltjesversnellers zoals de LHC nodig hebben. Dit zijn magneten die uit supergeleidende materialen bestaan. Deze materialen hebben geen stroomweerstand onder een bepaalde temperatuur, bijvoorbeeld 25 K (-248 °C) voor de LHC. 

Een ander nut van magneten die deeltjes afbuigen in versnellers is dat elektromagnetische deeltjes die afgebogen worden elektromagnetische straling uitsturen. Als deze straling energetisch genoeg is kan ze gebruikt worden om de fijne structuur van materialen te bestuderen. 

Momenteel zijn er plannen in CERN om een nieuwe circulaire deeltjesversneller te bouwen waarvoor een nieuwe tunnel zou gegraven worden. Deze versneller zou elektronen en positronen (het antideeltje van het elektron) versnellen en met elkaar laten botsen wat toelaat om meer precisiemetingen te doen. 

Ik hoop dat dit je vraag beantwoord en veel succes met je spreekbeurt. 

Met vriendelijke groeten,

Robbe