Πώς λειτουργεί ένας επιταχυντής σωματιδίων;

Στην πραγματικότητα ένας επιταχυντής σωματιδίων είναι μια διάταξη που επιταχύνει σωματίδια σε πολύ μεγάλες ταχύτητες κατά μήκος μιας τροχιάς που καταλήγει, μοιραία (!) σε σύγκρουση.

Αυτή η τροχιά μπορεί να είναι είτε ευθύγραμμη, είτε κυκλική. Το ποια επιλέγουμε εξαρτάται από τον σκοπό της διάταξης. Για παράδειγμα στην ιατρική για τη θεραπεία κάποιων περιπτώσεων καρκίνου χρησιμοποιείται η πρώτη περίπτωση. Πρόκειται την θεραπεία με «ακτινοβολία». Εκεί φωτόνια υψηλής ενέργειας ή ηλεκτρόνια επιταχύνονται και χτυπούν στα καρκινικά κύτταρα, καταστρέφοντάς τα.

Μια παρόμοια διάταξη, με πολύ μικρότερη ενέργεια όμως και πρακτικά μηδενική επίδραση στον άνθρωπο βρίσκαμε σε όλα τα σπίτια μέχρι πριν λίγα χρόνια.

Που;

Στις… τηλεοράσεις μας! Μιλάμε για τις κλασικές τηλεοράσεις-μπαούλα CRT, η βασική λειτουργία των οποίων εκπληρωνόταν από ένα «πολυβόλο» ηλεκτρονίων που χτυπούσε στην οθόνη. Τα ηλεκτρόνια ξεκινούσαν από την λάμπα (τη θυμάστε που την άλλαζε ο ηλεκτρονικός όταν η τηλεόραση χαλούσε ή πλέον δεν έδειχνε παρά πολύ αχνά;) και επιταχύνονταν μέσα σε ένα ηλεκτρικό πεδίο.

Στη συνέχεια δύο μαγνητικά πεδία κάθετα μεταξύ τους τα έστριβαν πάνω-κάτω και δεξιά-αριστερά ώστε να σαρωθεί τελικά όλη η οθόνη, 50 φορές το δευτερόλεπτο (50hz) ή 100 φορές το δευτερόλεπτο στις πιο ακριβές τηλεοράσεις, γνωστές και ως 100άρες. Αυτά στην Ευρώπη, γιατί σε άλλες χώρες οι αριθμοί διέφεραν.

Όπως και να έχει, αυτά τα ηλεκτρόνια που έτρεχαν με…1000 χτυπούσαν στην οθόνη και το υλικό της έπαιρνε την ενέργεια από την πρόσκρουση και την μετέτρεπε σε θερμότητα και φως. Την εικόνα της τηλεόρασης.

Βέβαια, όταν μιλάμε για επιταχυντή σωματιδίων, έχετε στο μυαλό σας το CERN. Εκεί η διαδρομή είναι κυκλική και τελικά τα σωματίδια συγκρούονται μεταξύ τους, με ταχύτητες που πλησιάζουν αυτή του φωτός. Στην πραγματικότητα όμως η αρχή λειτουργίας είναι ακριβώς η ίδια, απλά επειδή έχουμε τη δυνατότητα τα σωματίδια να κινούνται σε κυκλική τροχιά, έχουμε πολύ περισσότερη απόσταση διαθέσιμη για να τα επιταχύνουμε.

Και όχι, στο τέλος δε βλέπουμε τηλεόραση αλλά αναπαραστάσεις της σύγκρουσης και των τροχιών των σωματιδίων που προκύπτουν.

Οκ, το καταλαβαίνω ότι είναι λίγο μπερδεμένα τα πράγματα, αλλά θα σας τα ξεμπερδέψει το βίντεο! Σε αυτό θα δούμε την λειτουργία ενός μάλλον μικρού επιταχυντή. Όσο μεγάλος και να σας φαίνεται….σε σχέση με το CERN δεν είναι. Αλλά, από την άλλη, δεν κάνει και την ίδια δουλειά.

Δείτε το ως εξής: Άλλο κατσαβίδι χρειάζεσαι για να βιδώσεις ένα ευαίσθητο εξάρτημα σε ένα ρολόι, και άλλο για να φτιάξεις μια βιβλιοθήκη από το ΙΚΕΑ. Απλά στην πραγματικότητα το τεράστιο CERN είναι για τις …μικροδουλειές των πολύ μικρών σωματιδίων, όπου χρειάζεσαι τεράστιες ενέργειες.