Protonlar Çarpıştığında
Çok güçlü bir makine olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, milyarlarca protonu diğer milyarlarca protonlar ile çarpıştırmak için hızlandırır ve yönlendirir. Bu çalışmanın amacı doğayı anlamak için temel sorulara cevap vermektir. Fakat, protonlar çarpıştığında gerçekten ne oluyor?
Protonlar, gluonların birbirine bağladığı kuarklardan meydana gelir, ve iki proton arasında kafa kafaya meydana gelen bir çarpışmada kuarklar ve gluonlar çarpışır.
Aşağıdaki grafik çarpışmak üzere olan iki protonu resmediyor. Her protonun içinde kuarklardan ve gluonlardan oluşan bir "deniz" görebilirsiniz. Neden bu kadar çok? Bir protonun içinde 3 kuarkın olduğunu öğrenmediniz mi? Peki, bir protonun içinde 3 "değerlik" diğer adıyla "valans" kuarkı olduğunu fakat ayrıca bir sürü "deniz" ya da "sanal" kuarkın ve karşıt-kuarkın gluonlardan kaynaklandığını söyleriz.
Böyle bir çarpışmanın çıktısı nedir?
Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda protonlar yüksek enerjilerde çarpıştığında, maddeyi oluşturan olağan parçacıklar gibi, ancak Büyük Patlama'dan hemen sonra varolabilmiş başka parçacıkların da oluşturduğu bir parçacık duşu ortaya çıkar.
Yeni parçacıklar genellikle çarpışan parçacıklardan daha kütlelidir, E=mc2 eşitliği sayesinde. Basitçe söylemek gerekirse: Çarpışmaya koyduğumuz tüm enerji, kütle olarak ortaya çıkabilir! Bu yüzden, proton-proton çarpışmalarında enerji ve momentum korunumları gibi bazı prensipleri sağlayan, "her olay" meydana gelebilir.