Energi omvandlas till materia

Hastighet och energi: En tennisboll som faller på din fot skadar dig inte. Men om den kommer med hög fart och träffar dig på näsan kan du bli svårt skadad. Varför det? Därför att ju snabbare bollen rör sig, desto större rörelseenergi har den, och denna energi frigörs vid kollisionen med näsan. Däri ligger det främsta syftet med en accelerator: att ge partiklar hög energi genom att accelerera upp dem i höga hastigheter.

Koncentrerad energi omvandlas till materia: Omvandling av energi till materia är inte en fråga om kvantitet, utan om koncentration. Om du har ett tillräckligt antal partiklar med stor rörelseenergi, dvs. hastighet, koncentrerade till en liten volym, kan de frambringa nya partiklar (materia) genom att kollidera med något föremål eller med varandra.

Materia, ja, men i små mängder: Energislukande acceleratorer framställer inte mycket materia. Enligt en officiell CERN-publikation ”har inte mer än ett milligram materia framställts under 25 års experimenterande”.

Det tar oss nu lite mer än en halv sekund att lämna acceleratorn, vilket vi gör i knippen på tio tusen miljarder protoner. Vi kommer att avledas från vår bana och bombardera ett mål, som kan vara en metallplatta, en gas eller en vätska, beroende på vilken typ av experiment det är fråga om. En del av den energi som frigörs vid kollisionen mellan protonerna och målpartiklarna kommer att omvandlas till materia, vanligen för ett ytterst kort ögonblick. Det är precis motsatsen till vad som händer i en kärnreaktor, där materia omvandlas till energi. Kraftfulla datorer som är kopplade till avancerade detektorer analyserar sedan partiklar som framställs vid kollisionen.