Teilchenbeschleuniger, Speicherringe und Detektoren sind
die wichtigsten Geräte und Techniken um die subatomare Physik zu erforschen.
Zur Untersuchung der Strukturen und Erzeugung von Elementarteilchen bringt man
hochenergetische Teilchen zur Kollision bzw. beschießt man mit ihnen das
zu untersuchende Objekt, das Target.
Abb.1. Zwei kollidierende Teilchen zerstrahlen zu reiner Energie, aus der neue Teilchen entstehen können (Quelle: DESY Hamburg, Stand: 27.3.2006)
Je höher die Energien der Teilchen desto besser kann die Struktur aufgelöst werden und umso mehr Energie steht bereit um neue Teilchen zu erzeugen. Die Energie erhalten die Teilchen beim Beschleunigen in einem Teilchenbeschleuniger. Anschließend können sie in einem Speicherring gesammelt werden, wo sie in ausreichender Zahl für das Kollisionsexperiment zur Verfügung stehen. Spezielle Detektoren beobachten die Ablenkung der eingeschossenen Teilchen und die neu entstehende Teilchen, die mit hohen Geschwindigkeiten auseinander fliegen. Mit den Daten können die theoretischen Elementarteilchenwissenschaftler die Teilchenstrukturen bestimmen.
Auf der ganzen Welt gibt es Einrichtungen zur Erforschung der Elementarteilchen. Die größte Forschungseinrichtung Deutschlands ist das DESY (Deutsches Elektronen Synchrotron) in Hamburg.
Abb.2. Die weltweit größten experimentellen Forschungseinrichtungen zur Elementarteilchenphysik