Glossar

ALICE

ALICE ist einer der LHC-Detektoren. Hier werden die Zusammenstöße von schweren Blei-Ionen beobachtet, um einen Materiezustand zu untersuchen, wie er kurz nach dem Urknall existiert haben soll: das Quark-Gluon-Plasma.

Der ALICE-Detektor ist 16 Meter hoch, 16 Meter breit und 26 Meter lang. Er wiegt rund 10.000 Tonnen. Am ALICE-Experiment nehmen mehr als 1000 Wissenschaftler teil, aus 94 Instituten in 28 Ländern (Stand 2006). Die Abkürzung ALICE steht für "A Large Ion Collider Experiment".

Astrophysik

Die Astrophysik beschäftigt sich mit den physikalischen Grundlagen der Erforschung von Himmelserscheinungen. Die Wissensgebiete der Astrophysik und der Astronomie sind nicht strikt voneinander trennbar, sie betonen allerdings verschiedene Aspekte: Klassischer Weise beschäftigt sich die Astronomie mit der Beobachtung, Messung und Vermessung von Himmelsobjekten (Sternhaufen, Quasare, Galaxien, Nebel, Neutronensterne, Pulsare, Sterne, Planeten, Monde, Kometen, usw.) und der Interpretation der durch Beobachtung gewonnenen Messdaten bezüglich der Objekte selbst (Klassifizierung) sowie deren Entfernung, Lage etc. Dem gegenüber beschäftigen sich Astrophysiker mit den physikalischen Prozessen, die die spezifischen beobachtbaren Himmelserscheinungen hervorrufen.

ATLAS

ATLAS ist einer der beiden Vielzweck-Detektoren am LHC. Wie bei CMS werden hier mehrere physikalische Fragestellungen verfolgt: Insbesondere wird die Entdeckung der so genannten Higgs-Teilchen erwartet. Dabei handelt es sich um Teilchen, die mit der Entstehung von Masse in unserem Universum in Verbindung gebracht werden. Zudem wird der Existenz supersymmetrischer Teilchen und zusätzlicher Raumdimensionen nachgegangen. Ferner soll die so genannte CP-Verletzung untersucht werden, die ein wesentlicher Puzzlestein bei der Frage darstellt, wieso in unserem Universum mehr Materie als Antimaterie vorkommt. ATLAS wird auch dem Wesen dunkler Materie und dunkler Energie nachgehen. ATLAS hat einen Durchmesser von 25 Meter und eine Länge von 46 Meter. ATLAS ist damit rund halb so groß wie die Kirche Notre-Dame in Paris und der größte Teilchendetektor, der jemals an einem Teilchenbeschleuniger gebaut wurde. Der Detektor wiegt 7000 Tonnen. Der Detektor ist von innen nach außen in drei Bereiche gegliedert. Der innere Detektor dient der Messung von Teilchenspuren. In der Mitte befinden sich Kalorimeter zur Bestimmung der Energie der Teilchen. Daran schließen sich außen die so genannten Myonkammern an, mit denen Myonen, die schweren Vettern der Elektronen, aufgespürt werden. Der ganze Detektor befindet sich in einem sehr starken Magnetfeld, das die Bahnen der entstehenden Teilchen krümmt. Das Magnetsystem setzt sich aus verschiedenen Elementen zusammen. Im Inneren des Detektors befindet sich eine Zylinderspule (Solenoid) von 5,3 Meter Länge und mit einem Durchmesser von 2,4 Meter. Zwischen Kalorimeter und Myonsystem befindet sich zudem ein supraleitendes Toroid-System, mit dem ein Magnetfeld einer Stärke von 4 Tesla erzeugt werden kann. Am ATLAS-Experiment nehmen über 1700 Wissenschaftler teil, von mehr als 159 Instituten in 37 Ländern (Stand 2006). Die Abkürzung ATLAS steht für "A Toroidal LHC ApparatuS ", wo bei sich das "Toroidal" auf das äußere Magnetsystem bezieht.

CERN

CERN ist das weltgrößte Forschungszentrum für Teilchenphysik. Es liegt an der schweizerisch-französischen Grenze in der Nähe von Genf. CERN beherbergt und betreibt den LHC.

CMS

CMS ist einer der beiden Vielzweck-Detektoren am LHC. Wie bei ATLAS werden hier mehrere physikalische Fragestellungen verfolgt: Insbesondere wird die Entdeckung der so genannten Higgs-Teilchen erwartet. Dabei handelt es sich um Teilchen, die mit der Entstehung von Masse in unserem Universum in Verbindung gebracht werden. Zudem sollen supersymmetrische Teilchen und zusätzliche Raumdimensionen aufgespürt werden. CMS wird auch dem Wesen dunkler Materie und dunkler Energie nachgehen. CMS hat einen Durchmesser von 15 Meter und eine Länge von 21,5 Meter. Der Detektor wiegt rund 12.500 Tonnen. Am CMS-Experiment nehmen rund 2000 Physiker (inklusive 400 Studierende) teil, von mehr als 155 Universitäten und aus 37 Ländern. Die Abkürzung CMS steht für "Compact Muon Solenoid", wobei das "Solenoid" den Magnettypen beschreibt.

Energie

Der Begriff Energie wurde von dem schottischen Physiker William John Macquorn Rankine im Jahr 1852 im heutigen Sinn in die Physik eingeführt und leitet sich aus dem Griechischen ab. Der neue Begriff Energie war notwendig, um eine Abgrenzung zum Begriff Kraft zu ermöglichen.

Früher wurde versucht, Energie mit dem Kraftbegriff zu definieren und gelangte zu Begriffen wie "lebendige Kraft" und "Erhaltung der Kraft". Dies ist einerseits physikalisch falsch, andererseits kann dies nur für mechanische Energie angewandt werden - bei anderen Energieformen (Strahlungsenergie, thermisch, chemisch, etc.) ist die Definition der Energie über den Kraftbegriff sinnlos.

Energie ist eine Erhaltungsgröße: Die Gesamtenergie in einem abgeschlossenen System bleibt konstant. Erst bei einem Energie-Fluss über die Systemgrenzen hinweg (Energie-Zufuhr oder -Abfuhr) ändert sich die Gesamtenergie des Systems. Oft ist es nicht ganz einfach, die Systemgrenzen exakt festzulegen.


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