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Teilchenbeschleuniger in Schuhkartengröße? Man arbeitet daran...

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Teilchenbeschleuniger in Schuhkartengröße? Man arbeitet daran...

Beitrag von Stephen » 15. Jun 2016, 10:47

Hallo zusammen,

das LHC am CERN gehört laut Laserphysiker Peter Hommelhoff (Tom könnte ihn kennen, er hat einen Lehrstuhl an der Uni Nürnberg-Erlangen) zu den Auslaufmodellen. Er will die 26 Kilometer lange Strecke in einem Schuhkarton unterbringen, der somit auf einen Labortisch passen würde.

Wie soll das funktionieren?
Möglichkeit 1 - Beschleunigung mit Licht:
Laserlicht wird durch ein Glasplättchen geschickt, in dem seine Wellenlänge kürzer ist als in der Luft. Rillen sorgen dafür, dass der Weg benachbarter Strahlen durchs Glas unterschiedlich weit ist. Das Ergebnis: Die Lichtwellen schwingen über der Platte in entgegengesetzten Richtungen. Darüber fliegende Elektronen können so von einem zum anderen Wellental wandern und erhalten jedes Mal einen Energieschub.

Möglichkeit 2 - Kielfeld-Beschleunigung
In einer Röhre wird ein Plasma erzeugt: ein Mix aus leichten Elektronen und deutlich schwereren Atomkernen. Rast einer Laserpuls durch das Plasma, verdrängt er die Elektronen und hinterlässt eine Spur positiv geladener Blasen. Schießt man nun weitere Elektronen in die erste Blase hinter dem Lichtpuls, surfen sie in diesem "Kielfeld" durch die Röhre und werden dabei beschleunigt.
Quelle: P.M. 07/2016, Seite 78ff.
Laserphysik_1.jpg
Laserphysik_1.jpg (75.16 KiB) 7275 mal betrachtet
Ein winziger Quader aus Saphierglas ist das zentrale Bauteil eines Elektronenbeschleunigers. Seine feinen Kanäle sind mit Wasserstoff-Plasma gefüllt. Schießt man einen starken Laser hindurch, werden Elektronen im Plasma auf Energien gebracht, wie sie bisher nur über eine Strecke von 100 Metern zu erreichen waren.

Gruß
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Re: Teilchenbeschleuniger in Schuhkartengröße? Man arbeitet daran...

Beitrag von seeker » 15. Jun 2016, 13:09

Interessant!

Zu den Wakefield-Beschleunigern habe ich noch diesen Artikel hier gefunden:

Wakefield-Beschleuniger: Wellenreiten im Teilchenbeschleuniger
http://www.spektrum.de/news/wellenreite ... er/1319056

Gruß
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Re: Teilchenbeschleuniger in Schuhkartengröße? Man arbeitet daran...

Beitrag von Skeltek » 19. Jun 2016, 07:03

#2 kann denke mal maximal so viel Energie aufnehmen wie der Laserstrahl Energie hat.
Außerdem ist das Teilchen glaube ich Anfangs zu langsam kann zweitens nicht schnell genug beschleunigen und die Beschleunigung im "Kiel" nimmt stetig ab. Das Teilchen wird durch elekromagnetische Effekte entschleunigt, wenn es einen gewissen Abstand vom voraus eilenden Photonestrahl erreicht hat.
Das zubeschießende Teilchen befindet sich in der Laserbahn...?
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Re: Teilchenbeschleuniger in Schuhkartengröße? Man arbeitet daran...

Beitrag von deltaxp » 21. Jun 2016, 13:13

von den beiden Technologien habe ich auch gehört. es ist notwendig dass die experimentalphysiker in die Richtung weiterforschen. denn mit der bisherigen Technologie, die es im Prinzip schon seit den 1930ger jahren gibt, kommt man nicht mehr viel weiter. zudem sind Kollisionen von Elektronen und Positronen viel sauberer als hadron-kollisionen. wäre gut eine PEV und more beschleuniger für Elektronen zu haben. sonst wird es schwer mit experimenteller Überprüfung der vielen post-std-Modell theorien

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Re: Teilchenbeschleuniger in Schuhkartengröße? Man arbeitet daran...

Beitrag von Stephen » 21. Jun 2016, 13:33

deltaxp hat geschrieben: [...]denn mit der bisherigen Technologie, die es im Prinzip schon seit den 1930ger jahren gibt, kommt man nicht mehr viel weiter.
Vollkommen richtig! Vor diesem Problem steht übrigens auch die Computer-Industrie: die Silizium-Technologie ist so gut wie ausgereizt...
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