Aufbereitung der CERN - Masterclass für die Durchführung an ...
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Das <strong>CERN</strong><br />
„Was geschah beim Urknall? Woraus besteht das Universum? Woher kommt <strong>die</strong> Masse? Wo<br />
ist <strong>die</strong> Antimaterie? Wissenschaftler aus <strong>der</strong> g<strong>an</strong>zen Welt - viele davon aus Deutschl<strong>an</strong>d -<br />
gehen <strong>die</strong>sen fundamentalen Fragen mit Hilfe des Teilchenbeschleunigers Large Hadron<br />
Colli<strong>der</strong> LHC nach.“ 24<br />
Das neueste Projekt am <strong>CERN</strong> ist <strong>der</strong> LHC. Er befindet sich in einem Ringtunnel, welcher<br />
27km l<strong>an</strong>g ist und in dessen Inneren im LEP (Large Electron Positron Colli<strong>der</strong>) Elektron-<br />
Positron-Zusammenstöße untersucht wurden. Da Elektronen aber mit höherer Energie bei<br />
Beschleunigung auch immer mehr Energie abstrahlen, was bei Protonen nicht <strong>der</strong> Fall ist,<br />
wurde <strong>der</strong> LHC in <strong>die</strong>sen Tunnel gebaut. In <strong>die</strong>sem Beschleuniger werden Protonen<br />
aufein<strong>an</strong><strong>der</strong> geschossen. Weil Protonen schwerer als Elektronen sind, benötigt m<strong>an</strong> stärkere<br />
Magnetfel<strong>der</strong>, um <strong>die</strong>se auf <strong>der</strong> Kreisbahn zu halten. Treffen <strong>die</strong> Protonen mit einer Energie<br />
von jeweils 7 TeV aufein<strong>an</strong><strong>der</strong>, wird eine Art Mini-Urknall erzeugt, bei dem neue Teilchen<br />
entstehen. Diese Energie entspricht <strong>der</strong> Bewegungsenergie zweier Elef<strong>an</strong>tenherden mit 120<br />
Tieren, <strong>die</strong> mit voller Geschwindigkeit aufein<strong>an</strong><strong>der</strong>prallen. 25 M<strong>an</strong> sollte dabei wie<strong>der</strong> im Auge<br />
behalten, wie groß Elef<strong>an</strong>ten und wie klein <strong>die</strong> Protonen sind, welche <strong>die</strong>selbe Energie<br />
besitzen.<br />
Die Protonen bekommen ihre Energie erst in vielen Vorbeschleunigern, bevor sie in 2800<br />
Protonenpaketen mit 11 Zentimeter Länge, welche ungefähr 100 Milliarden Protonen<br />
enthalten, auf gegenläufige Bahnen gel<strong>an</strong>gen. 26<br />
An vier Stellen prallen <strong>die</strong> Pakete aufein<strong>an</strong><strong>der</strong>, um Zustände wie kurz nach dem Urknall<br />
herzustellen. Die entstehenden Teilchen fliegen in alle Richtungen und werden von den<br />
Detektoren aufgef<strong>an</strong>gen. Aus den Spuren in den Detektoren k<strong>an</strong>n m<strong>an</strong> schließen, was bei den<br />
Zusammenstößen geschieht.<br />
Die vier Detektoren sind, genau wie <strong>der</strong> Beschleunigerring unter <strong>der</strong> Erde, wie in folgen<strong>der</strong><br />
Abbildung zu sehen ist.<br />
24 Voß, K.: Weltmaschine S.3<br />
25 vgl.: Diehl, B.: Physik Oberstufe S. 410<br />
26 vgl.: Diehl, B.: Physik Oberstufe S. 410
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