DESYs KworkQuark - Fragen und Antworten: Werden die Teilchen in den neuen Beschleunigern schneller?

Werden die Teilchen in den neuen Beschleunigern schneller?

Nur kaum.

Grafik: Querschnitt durch ein Beschleuniger-Element mit leuchtendem Elektron darin.
Das Elektron bekommt mehr Energie, wird aber nicht schneller.

In allen Teilchenbeschleunigern bewegen sich Elektronen oder Protonen nahezu mit Lichtgeschwindigkeit durch die Röhren. Dennoch unterscheiden sich die Teilchen in ihren Energien zuweilen erheblich. Denn doppelte Energie heißt bei weitem nicht doppelte Geschwindigkeit. Die Relativitätstheorie macht einem da einen Strich durch die Rechnung.

Denn wenn man ein Teilchen beschleunigt, so braucht man immer mehr Energie, je näher man an die Lichtgeschwindigkeit heranrückt. Diese Geschwindigkeit selbst kann nie erreicht werden, weil dazu eine unendliche Menge an Energie vonnöten wäre.

Doch schauen wir uns die Geschwindigkeiten der Elektronen in den einzelnen Teilchenbeschleunigern genauer an.

Elektron im Beschleuniger... Energie in Elektronenvolt Geschwindigkeit
HERA (in Aktion) 27,5 Milliarden eV 299.789.673 m/s
LEP (im Abbau) 100 Milliarden eV 299.791.692 m/s
TESLA (in Planung) 250 Milliarden eV 299.792.152 m/s
Energien und zugehörige Geschwindigkeiten der Elektronen in drei unterschiedlichen Teilchenbeschleunigern.

Die Tabelle zeigt: Obwohl die Elektronen bei TESLA gegenüber denen in HERA die zehnfache Energie besitzen werden, wird sich die Geschwindigkeit nur um 0,08 Promille erhöhen. TESLAs Elektronen wären dann aber auch schon mit 99,9999-prozentiger Lichtgeschwindigkeit unterwegs.

Nicht zuletzt deshalb interessieren sich Teilchenphysiker auch nicht sonderlich für die Geschwindigkeit ihrer Teilchen. Es zählt nur Energie. Daher nennen sie ihre Disziplin auch "Hochenergiephysik" und nicht "Hochgeschwindigkeitsphysik".


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