cern4

Πώς το επιτυγχάνει το CERN;

Επιταχύνοντας τα σωματίδια σε πολύ μεγάλες ενέργειες και κάνοντάς τα να συγκρούονται πάνω σε ακίνητους στόχους ή μεταξύ τους, οι φυσικοί μπορούν να ανακαλύψουν τις δυνάμεις που ασκούνται μεταξύ των σωματιδίων. Οι επιταχυντές μπορούν να χωριστούν σε δυο βασικές κατηγορίες: τους κυκλικούς και τους γραμμικούς. Το CERN έχει και τους δυο τύπους.
Οι επιταχυντές χρησιμοποιούν πολύ ισχυρά ηλεκτρικά πεδία για να δώσουν ενέργεια σε μια δέσμη σωματιδίων. Μαγνητικά πεδία χρησιμοποιούνται για να κρατούν τις δέσμες εστιασμένες και, στην περίπτωση των κυκλικών επιταχυντών, να οδηγούν τα σωματίδια στην κυκλική τροχιά τους. Στις γραμμικές διατάξεις η ενέργεια δίνεται στα σωματίδια σε όλο το μήκος του επιταχυντή. Οσο πιο μεγάλο είναι το μήκος της μηχανής, τόσο πιο μεγάλη είναι και η τελική ενέργεια. Στις κυκλικές διατάξεις, τα σωματίδια ταξιδεύουν γύρω-γύρω πολλές φορές, αποκτώντας επί πλέον ενέργεια σε κάθε περιφορά. Αλλά όσο πιο μεγάλη ενέργεια έχουν τα σωματίδια, τόσο πιο δύσκολα κρατιούνται στην τροχιά τους, όπως τα αυτοκίνητα όταν στρίβουν σε μια απότομη στροφή. Ο μεγαλύτερος επιταχυντής του CERN, ο LEP (Large Electron Positron collider, "Μεγάλος επιταχυντής Συγκρoυομένων δεσμών Ηλεκτρονίων και Ποζιτρονίων") έχει περιφέρεια 27 χιλιομέτρων, ώστε οι στροφές του να είναι κατά το δυνατόν πιο ομαλές.		Ελέγχοντας τους μαγνήτες στη σήραγγα του LEP Συνθλίβοντας τα σωματίδια μεταξύ τους μέσα στους επιταχυντές που λέγονται συγκρουστήρες ή πάνω σε ακίνητους
Ο μεγαλύτερος επιταχυντής του CERN, ο LEP (Large Elecron Positron collider, "Μεγάλος επιταχυντής Συγκρoυομένων δεσμών Ηλεκτρονίων και Ποζιτρονίων")		στόχους εκτός των επιταχυντών, παράγονται νέα σωματίδια. Σύμφωνα με την περίφημη εξίσωση του Einstein E=mc², όπου Ε είναι η ενέργεια, m η μάζα και c η ταχύτητα του φωτός, η ύλη μετατρέπεται σε
είναι τοποθετημένος σε μια βαθειά υπόγεια σήραγγα. Στη φωτογραφία σημειώνεται με ένα μεγάλο λευκό κύκλο.		ενέργεια και αντίστροφα. Η εξίσωση E=mc² μας λέει ότι ένα γραμμάριο ύλης περιέχει το εκπληκτικό ποσό των 20 τρισεκατομμυρίων θερμίδων. Τα σωματίδια που εξετάζει το CERN είναι τόσο μικρά που η ενέργεια που περιέχουν είναι μόλις μερικά δισεκατομμυριοστά της θερμίδας. Το σημαντικό όμως είναι ότι στις συγκρούσεις των σωματιδίων αυτή η ενέργεια είναι συγκεντρωμένη σε απειροελάχιστο χώρο. Αυτή ακριβώς η μεγάλη συγκέντρωση της ενέργειας δημιουργεί τα νέα ασταθή σωματίδια που μπορούμε να μελετήσουμε, ανοίγοντας νέους δρόμους στην κατανόηση των μυστικών της Φύσης.
Καταγράφοντας το τι συμβαίνει χάρη στους ανιχνευτές που είναι τοποθετημένοι γύρω από τα σημεία σύγκρουσης. Οι ανιχνευτές που χρησιμοποιούνται στους επιταχυντές συγκρουομένων δεσμών αποτελούνται από διαδοχικά στρώματα σα φλοιοί κρεμυδιού, αλλά κυλινδρικοί. Είναι μεγάλοι σαν κτίρια και γεμάτοι με πολύπλοκα ηλεκτρονικά. Οι συγκρούσεις γίνονται ακριβώς στο κέντρο των ανιχνευτών και στα διαφορετικά στρώματά τους καταγράφονται διαφορετικές ιδιότητες των εξερχομένων σωματιδίων. Πλησιέστερα στο σημείο σύγκρουσης βρίσκονται οι ανιχνευτές καταγραφής τροχιών οι οποίοι παρακολουθούν τη διαδρομή των σωματιδίων καθώς αυτά απομακρύνονται από το σημείο σύγκρουσης. Ακολουθούν όργανα μέτρησης της ενέργειας, τα καλορίμετρα, όπου και τα περισσότερα σωματίδια τελειώνουν το ταξίδι τους. Το τελευταίο στρώμα του ανιχνευτή περιέχει και πάλι όργανα καταγραφής τροχιών για τον προσδιορισμό όσων ανιχνεύσιμων σωματιδίων κατάφεραν να φτάσουν μέχρις εκεί. Ενας μαγνήτης που είναι ενσωματωμένος στον ανιχνευτή, υποχρεώνει τα φορτισμένα σωματίδια να ακολουθούν καμπύλες τροχιές στα εσωτερικά στρώματα, βοηθώντας έτσι στον προσδιορισμό του είδους του κάθε σωματιδίου (κάνε κλικ στο σχήμα δεξιά για να μεγαλώσει)