Wie beschleunigen?
Die Grundidee: Spannung

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Mit Hilfe elektrischer Spannungen bringen Physiker geladene Teilchen auf Trab und hohe Energien.

Wie beschleunigt man kleinste Teilchen? Wie bringt man sie auf Trab? Viele Möglichkeiten gibt es nicht: Die Schwerkraft scheidet aus. Sie ist zu schwach, als dass es reichen würde, ein Elektron von einem Turm zu werfen. Düsentriebwerke für die winzigen Teilchen gibt es auch keine.

Noch ohne Patent: Düsentriebwerke für Elektronen.

Es gibt aber elektrische Felder. Und in diesen wandern negative Elektronen immer zum Pluspol. So passiert es in Stromleitungen, beim Blitzeinschlag und in modernen Teilchenbeschleunigern: Elektrische Spannungen sind die einzigen Möglichkeiten, Teilchen auf Trab zu bringen.

Spannungen und elektrische Feldstärke

Die Einheit der Spannung ist das Volt. Die folgende Tabelle liefert ein paar Beispiele. Antennenkabel 0,1 Tausendstel Volt Neuronenzellen im Körper 70 Tausendstel Volt Autobatterie 12 Volt Normale Steckdose 220 Volt Fahrspannung der Bahn 15.000 Volt Hochspannung im Fernseher rund 25.000 Volt Hochspannungsleitungen bis 800.000 Volt Gewitter bis 100 Millionen Volt Die elektrische Feldstärke E Wo Spannungen sind, gibt es auch elektrische Felder. Deren Stärke gibt die Kraft pro Ladung an und ist damit die eigentlich maßgebliche Größe für Beschleunigerphysiker. Es gilt dabei: Je höher die Spannung zwischen zwei Platten und je kleiner ihr Abstand, umso größer ist die Stärke des elektrischen Feldes. Hier ein paar elektrische Feldstärken zum Vergleich: Stereo-Radioempfang 50 Millionstel Volt pro Meter Mittleres elektrisches Feld der Erde am Erdboden 130 Volt pro Meter Feld zwischen zwei Hochspannungsleitungen 100.000 Volt pro Meter Feldstärke in Gewitterluft kurz vor dem Blitzeinschlag 2-3 Millionen Volt pro Meter Feldstärke im Vakuum von DESYs Beschleuniger HERA 6 Millionen Volt pro Meter Feldstärke bei DESYs Zukunftsprojekt TESLA 25 Millionen Volt pro Meter

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