Der Linearbeschleuniger

Teilchenbeschleuniger werden dazu benutzt um Teilchen in allerkleinste Strukturen aufzulösen, um diese somit genauer untersuchen zu können. Um dies zu erreichen werden geladene Teilchen durch elektrische Felder auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt, sodass sie annähernd Lichtgeschwindigkeit erreichen. Wenn dies geschehen ist werden die Teilchen, deren Energie nun gesteigert wurde, auf ein Ziel gelenkt, wo sie möglichst klein zerlegt werden. 

Beim so genannten Linearbeschleuniger werden Elektronen auf einer geraden Bahn beschleunigt. Auf dieser Bahn gibt es mehrere Driftröhren, zwischen welchen sich Spalte befinden, in denen ein elektrisches Feld existiert. Diese elektrischen Felder sorgen dafür, dass die Elektronen beschleunigt werden. Das heißt wenn das Teilchen aus dem elektrischen Feld austritt und nun wieder die Driftröhre passiert kann das nächste elektrische Feld umgepolt werden, wodurch das Elektron immer weiter beschleunigt werden kann. Das umpolen geschieht durch eine angelegt Wechselspannung (s.u.), welche im Schaubild als HF-Sender gekennzeichnet ist. Durch diese Methode können die Elektronen auf große Energien beschleunigt werden, bis sie schließlich auf das Ziel auftreffen. 

Um bei der Umpolung ein konstantes Signal benutzen zu können, ist es notwendig den Plattenabstand zu vergrößern (l1, l2, l3,…), da die Teilchen eine immer größere Geschwindigkeit erreichen und sich somit schneller durch die einzelnen Abschnitte bewegen. Dies wird später irrelevant, weil die Teilchen nun nur noch Masse hinzugewinnen, sodass der Plattenabstand zum Ende hin konstant bleibt.

Erläuterung des Begriffs Wechselspannung Eine Wechselspannung ist eine elektrische Spannung deren Wert zwischen einem positivem und einem negativen Maximalwert wechselt. Im Schaubild hat dies meist die Form einer Sinuskurve: