Wie schnell ist das schnellste Ding der Welt?

Die Jagd nach dem Schnellsten der Welt: Protonen rasen mit Lichtgeschwindigkeit

Im Herzen des CERN, dem Europäischen Zentrum für Kernforschung, tobt ein Wettlauf der Geschwindigkeiten. Im Large Hadron Collider (LHC), dem größten und leistungsstärksten Teilchenbeschleuniger der Welt, werden Protonen zu unglaublichen Geschwindigkeiten angetrieben, die sich der kosmischen Lichtgeschwindigkeit annähern.

Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit

Die Protonen im LHC erreichen nahezu die Lichtgeschwindigkeit, die mit 299.792.458 Metern pro Sekunde (m/s) die ultimative Geschwindigkeitsbegrenzung im Universum darstellt. Nach mehreren Beschleunigungsstufen innerhalb des riesigen, 27 Kilometer langen Ringsystems des LHC erreichen die Protonen Geschwindigkeiten von 0,9999999999% der Lichtgeschwindigkeit.

Eine verschwindend geringe Differenz

Die Differenz zwischen der Geschwindigkeit der Protonen und der Lichtgeschwindigkeit ist verschwindend gering. Sie beträgt nur 0,0000000001%, was bedeutet, dass die Protonen in weniger als einer Sekunde eine Strecke vom Mond zur Erde zurücklegen könnten.

Wie der LHC die Geschwindigkeit erreicht

Der LHC verwendet eine Reihe hochentwickelter Techniken, um die Protonen auf solche enormen Geschwindigkeiten zu beschleunigen:

• Supraleitende Magnete: Der LHC ist mit tausenden supraleitenden Magneten ausgestattet, die starke Magnetfelder erzeugen, die die Protonen auf ihrer Kreisbahn halten.
• Hochfrequenz-Kavitäten: Entlang des Rings befinden sich Hochfrequenz-Kavitäten, die den Protonen Energie zuführen und sie weiter beschleunigen.
• Geschwindigkeitsverbessernde Hohlräume: Spezielle Hohlräume, die als “Velocity Boosters” bezeichnet werden, werden verwendet, um die Geschwindigkeit der Protonen in den letzten Beschleunigungsstufen weiter zu erhöhen.

Bedeutung der Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit

Die Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit ist für die Grundlagenforschung von entscheidender Bedeutung. Sie ermöglicht es Physikern, die Grenzen der Teilchenphysik zu erforschen und nach neuen Erkenntnissen über die fundamentalen Bausteine der Materie zu suchen.

Fazit

Die Protonen im Large Hadron Collider rasen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit und erreichen ein Tempo, das nur 0,0000000001% unter der kosmischen Geschwindigkeitsbegrenzung liegt. Durch die Nutzung fortschrittlicher Technologien ist der LHC ein Prüfstand für die Erforschung der schnellsten Phänomene im Universum.