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Super-Beschleuniger im Westentaschenformat



Nun scheint eine handliche Alternative zu immer gigantischeren Teilchenbeschleunigern im Bereich des Möglichen zu sein. Während in Texas gerade der Bau des supraleitenden Super-Colliders (SSC) mit einem Umfang von 87 Kilometem begonnen hat, ist es einem Team an der Universität von Kalifornien in Los Angeles (UCLA) unter Chandrasekhar J. Joshi kürzlich gelungen, einen Elektronenstrahl im Labor mittels Plasmawellen-Technik auf immerhin mehr als 7 Millionen Elektronvolt (MeV) zu beschleunigen ("Physical Review Letters", 4. Januar 1993).

Theoretisch haben John Dawson an der UCLA und Tajima Toshi an der Universität von Texas in Austin die Plasmawellen-Technik schon 1979 vorgeschlagen. Seither wird vielerorts versucht, mittels Laserpulsen leicht unterschiedlicher Frequenz, die in einem Plasma interferieren und Schwebungen erzeugen, Elektronen auf hohe Energien zu beschleunigen (siehe "Plasma-Teilchenbeschleuniger" von John M. Dawson, Spektrum der Wissenschaft, Mai 1989, Seite 88).

Diese Methode entgeht dem Dilemma herkömmlicher Geräte: Entweder stoßen die riesigen Teilchenschleudern nämlich mit immer stärkeren elektrischen und magnetischen Beschleunigungsfeldern allmählich in Bereiche vor, wo die Magnete von den Feldern buchstäblich zerrissen würden und den Atomen ihre Elektronen abhanden kämen, oder man behilft sich notgedrungen mit immer längeren Beschleunigungsstrecken.

Doch nun hat Joshis Team mittels Plasmawellen-Technik Werte erzielt, mit denen ein wenige hundert Meter langer Plasma-Teilchenbeschleuniger aufgrund seiner punktuell 10|||OOOfach höheren Feldstärken dem Super-Collider bereits echte Konkurrenz machen könnte.

Außer der Aussicht auf kompaktere Teilchenbeschleuniger verspricht das Plasmawellen-Verfahren zugleich Aufschluß über astrophysikalische Prozesse: Im Kosmos werden seit je Teilchen nach diesem Prinzip auf buchstäblich astronomische Energien gebracht. (M. S.)


Aus: Spektrum der Wissenschaft 5 / 1993, Seite 25
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH

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