Wat is een deeltjesversneller?

Een deeltjesversneller zorgt ervoor dat er bepaalde deeltjes versneld worden. Deze deeltjes zijn zogenaamde atomen. Een atoom is de kleinste nog herkenbare bouwsteen in de scheikunde. Een atoom bestaat uit positief geladen protonen, neutraal geladen neutronen en een negatief geladen wolk van elektronen.

Afhankelijk van de samenstelling van de protonen en elektronen is een atoom positief of negatief geladen. Positief en negatief trekken elkaar aan. Hier maakt de deeltjesversneller dan ook gebruik van. Met behulp van krachtige elektrische velden proberen ze met de deeltjes een snelheid te bereiken dat bijna net zo snel is als de lichtsnelheid (300.000 km/seconde). Doordat de deeltjes met een enorme snelheid op elkaar knallen komt er energie vrij en vallen de deeltjes uiteen in kleiner deeltjes. Zo probeert men om deeltjes te ontdekken die nog niet eerder ontdekt zijn.

Kernfusie

De deeltjesversneller wordt dus gebruikt in de speurtocht naar elementaire kerndeeltjes. De deeltjesversneller wordt NIET gebruikt om kernfusie te bestuderen. Voor kernfusie is magnetisch veld opwekkende torus nodig (= een tokamak) nodig.

Alternatief voor de productie van radio-isotopen

Een deeltjesversneller kan ook worden gebruikt voor de productie van medische radio-isotopen, daarbij is geen kernreactor nodig. Hiervoor wordt elektriciteit gebruikt in plaats van een kernreactie voor de opwekking van deeltjes waarmee medische isotopen worden gemaakt.
Het merendeel van de medische radio-isotopen kan worden geproduceerd met een deeltjesversneller. Deze techniek wordt al op verschillende plaatsen in de wereld toegepast, zoals in Australië waar twintig procent van de medische radio-isotopen wordt geproduceerd met deeltjesversnellers.
Een aantal isotopen kan nu nog alleen in een kernreactor worden geproduceerd.

Sneller dan het licht, het kan dus......

Op 18 november 2011 werd bekend, dat natuurkundige van het CERN eerder resultaten konden bevestigen. Al in september 2011 lukte het wetenschappers deeltjes te sturen, die sneller dan het licht gingen. Het licht gaat met een snelheid van 300.000 meter per seconden.

In de deeltjesversneller worden de deeltje over een afstand van 730 kilometer van CERN naar een ondergronds laboratorium in Italië gestuurd.

Tijdens deze experimenten werd duidelijk dat kleine deeltjes, die neutrino's worden genoemd, eerder in in Italië aankwamen dan op basis van de theorie werd voorspeld. De neutrino's kwamen enkele nanoseconden (1 miljardste deel van een seconde) eerder aan dan verwacht. Onderzoeker konden hieruit concluderen dat de neutrino's de route dus hadden afgelegd met een snelheid, die hoger was dan de lichtsnelheid.

Albert Einstein stelde met behulp van zijn relativiteitstheorie dat het onmogelijk is snel dan het licht te reizen. De formule E=mc2, stelt dat hoe harder een deeltje gaat, hoe 'zwaarder' het wordt. Om steeds sneller te gaan, is dus steeds meer energie nodig. De relativiteitstheorie vormt een belangrijke basis voor de huidige natuurkunde. Veel belangrijke natuurkundigen verwachtten dan ook dat bij de eerst experimenten een fout was gemaakt.

Dat deeltjes sneller dan het licht kunnen verplaatsen, zal de natuurkundige theorieën gaan veranderen. Ook zal het onze manier van denken gaan beïnvloeden. Want iets dat sneller dan het licht gaat kun je niet meer zien. Licht van sterren is al jaren oud op het moment dat wij naar de ster kijken. Iets dat sneller gaat dan het licht, verdwijnt voor onze ogen. Wanneer we het niet meer zien, moet het volgens ons huidige denkkader in het verleden zijn. 'Het kan betekenen dat we informatie naar het verleden kunnen sturen'', vermoedt Jeff Forshaw, professor in deeltjesfysica aan de Britse Manchester Universiteit. 'Met andere woorden: het reizen in de tijd zou mogelijk worden, hoewel dat niet betekent dat we binnenkort tijdmachine bouwen.'

Wat is Higgs-boson?

Het Higgs-boson, ook wel het God-deeltje genoemd, verleent de eigenschap ‘massa’ aan alle bekende elementaire deeltjes. Massa beïnvloedt hoe deeltjes zich gedragen. Higgs-bosonen bepalen dus uiteindelijk wat wij om ons heen zien, van de kleinste levende wezens tot de grootste sterrenstelsels. Het Higgs-boson is een van de bouwstenen van het leven. Groot probleem is echter dat de Higgs-bosonen nog nooit zijn waargenomen. Ze bestaan alleen in de theorie. Op grond van wat wetenschappers al weten, hebben ze uitgerekend dat er ergens een deeltje als het Higgs-boson moet zijn. Ook de wetenschappers van de deeltjesversneller zijn op zoek naar het God-deeltje.

De speurtocht heeft nog geen Higgs-bosonen. Wel zijn inmiddels belangrijke aanwijzingen gevonden voor de zoekrichting. Dinsdag 13 december zal het CERN met een verklaring over het Higgs-boson naar buiten komen.