Kollidereiden

Kollidereiden ovat hiukkaskiihdyttimiä, joissa kaksi hiukkasvirtaa kiihdytetään ja törmäytetään toisiinsa. Törmäysten kautta syntyviä tapahtumia tutkitaan detektoreilla, jotka mittaavat muun muassa hiukkasten energioita, liikemääriä ja suuntia. Tutkimuskohteena on perushiukkasten vuorovaikutukset sekä mahdollinen uusi fysiikka, kuten uusia hiukkasia tai voimia. Tulokset testataan teorioiden, kuten standardimallin, ja tiedeyhteisön ennusteiden valossa.

Kollidereita on pääosin kahta päätyyppiä: pyöriviä (kiertäviä) ja lineaarisia. Pyörivissä kiertorata muodostuu suurella kehällä, ja hiukkasparit törmäävät useissa törmäyspisteissä. Lineaariset kiihdyttimet kiihdyttävät hiukkasia suoraviivaisesti, ja törmäys tapahtuu kerran. Lisäksi voidaan törmäyttää raskaita ioni-virtoja, esimerkiksi Pb-Pb, kvarkkien ja gluonien tutkimiseksi.

Merkittäviä nykyisiä kollidereita on LHC CERNissä, jossa ATLAS, CMS, ALICE ja LHCb -detektorit tutkivat protontörmäyksiä ja raskaita ioni törmäyksiä. Higgsin bosonin löytäminen vuonna 2012 on yksi keskeisistä menestyksistä. Aikaisemmin Tevatron Fermilabissa tuotti tärkeitä tuloksia ennen LHC:a. Historiallisesti edeltäjät kuten ISR, PETRA ja LEP kehittivät tekniikkaa ja ymmärrystä.

Kollidereiden tutkimuksen tavoitteena on testata ja tarkentaa nykyisiä teorioita sekä etsiä uutta fysiikkaa kuten lisäulottuvuuksia tai uusia hiukkasia. Tämä työ edellyttää suuria investointeja, edistyksellisiä magneetteja, monimutkaisia detektoreita ja kansainvälistä yhteistyötä.