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Erstellen Sie ein StoryboardDer Large Hadron Collider (LHC) ist der stärkste und größte Teilchenbeschleuniger der Welt. Es besteht aus einem 27 km langen unterirdischen Ring und vier großen Teilchendetektoren.
Der Large Hadron Collider ist der sehr große, sehr leistungsfähige Teilchenbeschleuniger der Europäischen Organisation für Kernforschung (CERN). Ein Gemeinschaftsprojekt mit 22 Mitgliedsstaaten, es ist das größte und größte Experiment, das jemals gebaut wurde! Der LHC wurde erstmals am 10. September 2008, zehn Jahre nach seinem Bau, eingeschaltet. Es wurde 2015 nach einem Upgrade neu gestartet, um die Energie für die Partikel zu erhöhen
Ein Hadron ist ein Teilchen, das aus Quarks besteht, die durch eine starke Kraft zusammengehalten werden. Hadronen umfassen Neutronen, Protonen, Pionen und Kaonen. Ein Collider ist eine Art von Forschung Teilchenbeschleuniger. Der Collider lenkt Partikel innerhalb eines Detektors mit zwei Lichtstrahlen zusammen. Der LHC untersucht die Kollision zwischen Protonen, aber er wurde verwendet, um die Kollision zwischen Bleiionen zu untersuchen. Die Wissenschaftler zerschlagen die Teilchen, um die Nebenprodukte zu analysieren, um die Naturgesetze zu verstehen, die diese Teilchen regieren. Sie prüfen, ob das Standardmodell der Teilchenphysik stimmt oder ob dieses Modell überarbeitet werden muss.
Die Teilchen werden in einem unterirdischen Ring mit supraleitenden Elektromagneten beschleunigt. Damit diese Magnete richtig funktionieren, müssen sie durch ein Netzwerk von Rohren gekühlt werden, die flüssiges Helium liefern. Es gibt Elektromagnete, die den Strahl biegen, aber es gibt auch Elektromagnete, die den Strahl fokussieren und die Teilchen näher zusammenschieben. Teilchenstrahlen kollidieren innerhalb eines von vier Teilchendetektoren im Ring. Diese Detektoren sind als ATLAS, CMS, ALICE und LHCb bekannt.
ATLAS ist einer von zwei Allzweckdetektoren zusammen mit CMS. Obwohl sowohl ATLAS als auch CMS ähnliche Ziele verfolgen, verwenden sie unterschiedliche Technologien. ATLAS und CMS waren die beiden Teilchendetektoren, die 2013 an der Entdeckung des Higgs-Bosons beteiligt waren. ALICE und LHCb sind zwei Experimente zur Untersuchung bestimmter Phänomene. ALICE ist ein Detektor für schwere Ionen und wird zur Untersuchung von Quark-Gluon-Plasma verwendet. LHCb untersucht den Unterschied zwischen Materie und Antimaterie durch Untersuchung eines Teilchens, das als Schönheits-Quark bekannt ist.
Es gibt zwei kleinere Experimente namens TOTEM und LHCf, die Teilchen untersuchen, die aneinander vorbei streichen anstatt zu kollidieren. MoEDAL ist ein weiteres Experiment in der Nähe von LHCb und sucht nach dem hypothetischen magnetischen Monopol.
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- ATLAS (eine toroidale LHC-Vorrichtung)
- CMS (Compact Muon Solenoid)
- LHCb (LHC-Schönheit)
- ALICE (ein großes Ionen-Collider-Experiment)
- TOTEM (TOTal Elastic und diffraktive Querschnittsmessung)
- LHCf (Large Hadron Collider nach vorne)
- MoEDAL (Monopol- und Exotik-Detektor am LHC)
Anleitungen zum Thema „Was ist der Large Hadron Collider?“
Wie erstellt man ein interaktives Modell des Large Hadron Collider in Ihrem Klassenraum?
Binden Sie die Schüler ein mit praktischer Wissenschaft, indem Sie ein einfaches Modell des Large Hadron Collider (LHC) mit alltäglichen Schulmaterialien bauen. Diese Aktivität hilft den Schülern, die Beschleunigung und Kollision von Partikeln zu visualisieren und ihr Verständnis komplexer physikalischer Konzepte zu vertiefen.
Sammeln Sie grundlegende Materialien für Ihr Collider-Modell
Sammeln Sie Murmeln, Papprohre, Klebeband und ein großes Posterboard. Diese leicht zu findenden Materialien helfen Ihnen, den kreisförmigen Beschleuniger des LHC zu simulieren und die Bewegung der Partikel effektiv zu demonstrieren.
Bauen Sie eine kreisförmige Collider-Bahn
Ordnen Sie die Papprohre in einer großen Schleife auf dem Posterboard an und sichern Sie sie mit Klebeband. Diese Schleife stellt den Weg dar, den die Partikel im LHC zurücklegen, was das Konzept für die Schüler greifbarer macht.
Demonstrieren Sie die Beschleunigung und Kollision von Partikeln
Lassen Sie die Schüler Murmeln von gegenüberliegenden Seiten der Rohrschleife rollen, um Partikel zu simulieren, die aufeinander zurasen. Wenn die Murmeln kollidieren, besprechen Sie, was bei echten Teilchenkollisionen im LHC passiert.
Führen Sie Diskussionen und Reflexionen durch
Führen Sie die Schüler dazu, Beobachtungen zu teilen und Fragen zu stellen über das Experiment. Nutzen Sie diese Gelegenheit, um zu verstärken, wie der LHC Wissenschaftlern hilft, neue Partikel zu entdecken und die Bausteine der Materie zu erforschen.
Häufig gestellte Fragen zum Thema „Was ist der Large Hadron Collider?“
Was ist der Große Hadronenkollider?
Der Große Hadronenkollider (LHC) ist der größte und leistungsstärkste Teilchenbeschleuniger der Welt, der am CERN in der Nähe von Genf, Schweiz, liegt. Er wird verwendet, um die kleinsten bekannten Teilchen zu untersuchen, indem Protonen mit extrem hohen Geschwindigkeiten kollidieren.
Wie funktioniert der Große Hadronenkollider?
Der LHC beschleunigt Teilchen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit in einem kreisförmigen Tunnel und kollidiert sie dann. Wissenschaftler beobachten diese Kollisionen, um die grundlegende Physik zu erforschen, wie die Bausteine der Materie und die Kräfte, die sie zusammenhalten.
Warum ist der Große Hadronenkollider wichtig?
Der LHC hilft Wissenschaftlern zu verstehen, wie das Universum auf seiner grundlegendsten Ebene funktioniert. Er führte zu bedeutenden Entdeckungen, wie dem Higgs-Boson-Teilchen, und erweitert unser Wissen in Physik, Materie und den Ursprüngen des Universums.
Was hat der Große Hadronenkollider entdeckt?
Einer der bekanntesten Durchbrüche des LHC ist das Higgs-Boson im Jahr 2012, das einen wichtigen Teil des Standardmodells der Physik bestätigte. Der Kollider sucht weiterhin nach neuen Teilchen und erforscht Geheimnisse wie dunkle Materie.
Können Schüler oder Lehrer den Großen Hadronenkollider besichtigen?
Ja, das CERN bietet Führungen und Bildungsprogramme für Schüler und Lehrer an. Virtuelle Touren und Online-Ressourcen sind ebenfalls verfügbar, um den Unterricht über den LHC und die Teilchenphysik zu unterstützen.
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