Kokeellisessa hiukkasfysiikassa tarvitaan suurienergisiä hiukkassuihkuja. Suuriin nopeuksiin kiihdytetyt ammushiukkaset törmäävät kohtioon, josta ne joko siroavat tai aiheuttavat hiukkasreaktioita, joissa syntyy uusia hiukkasia. Sekä sirontaa että reaktiotuotteita tutkimalla saadaan tietoa hiukkasista, hiukkasten rakenteesta ja hiukkasten välisistä vuorovaikutuksista.
Etenkin hiukkasfysiikassa käytetään vastakkaisiin suuntiin etenevien hiukkassuihkujen keskinäistä törmäystä massiivisten hiukkasten tuottamiseen.
Hiukkassuihkun de Broglien aallonpituus on sitä pienempi, mitä suurempi on hiukkasten liike-energia. Joten mitä suurienergisempi hiukkassuihku on, sitä pienempiä yksityiskohtia sironta tuo esiin. Uusien hiukkasten tuottaminen vaatii aina vain suurempia ja suurempia törmäysenergioita. Esimerkiksi Higgsin bosonin tuottamiseen rakennetaan Cerniin LHC-kiihdytintä (Large Hadron Collider), jossa protoni-protoni –törmäysenergia on 14 TeV.
Hiukkaskiihdyttimissä varattujen hiukkasten energiaa kasvatetaan sähkökenttillä. Hiukkassuihkun suuntaa ohjataan puolestaan magneettikentillä.
|