Komplex urýchľovačov v CERN-e
Každý zhluk obsahoval okolo 250 miliárd častíc. Tento zhluk bol dlhý len niečo vyše centimetra a zlomok milimetra vysoký a široký. To dáva predstavu, aké neuveriteľne maličké sú elektróny.
Zväzky sa pohybovali dookola LEP-u v odtienenej trubici rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla. Ich rýchlosť bola tak blízka rýchlosti svetla, že, ak by zhluk LEP elektrónov mohol byť vytvorený na súťaženie s lúčom svetla v pretekoch doletu na mesiac, vzdialenom 384 500 kilometrov, tak by svetlo vyhralo o rozdiel len päť milimetrov! Pri tejto rýchlosti častice na LEP-e urobili 11 200 obehov za sekundu, čo znamená, že zhluky prechádzali cez seba navzájom 44 800 krát za sekundu v štyroch detektoroch. Fakt, že zrážky medzi jednotlivými elektrónmi a pozitrónmi nastávali iba niekoľkokrát za sekundu je ďalším náznakom toho, aké malé sú elektróny.
Komplex urýchľovačov v CERN-e
...je zväčša pod zemou. Na tomto obrázku biely kruh ukazuje, kde sa nachádzajú.
Častice používané pre zrážky na LEP-e začínali svoju púť v Lineárnom vstrekovači pre LEP (Linear Injector for LEP), LIL. Potom boli zhromažďované v zariadení nazývanom Elektrónovo-pozitrónový akumulátor (Electron-Positron Accumulator), EPA, kým ich nebolo dostatok na vytvorenie jedného zhluku. Zhluky častíc boli úspešne urýchľované cez menšie urýchľovače nazývané PS a SPS predtým, než boli vstreknuté do LEP-u. Tu získali svoje konečné zvýšenie energie pred privedením do zrážky vnútri štyroch experimentov. Kruhový urýchľovač častíc ako LEP je vytvorený prevažne z magnetov, ktoré usmerňujú častice okolo prstenca. Funguje to takto:
Nabité častice sledujú zakrivené dráhy v magnetickom poli...
...výkonné dipolové magnety sú používané na udržanie zhlukov častíc na ich obežných dráhach.
Keďže energie častíc sú priamo závislé na urýchľovacom napätí, fyzici používajú jednotky energie založenej na napätí. Elektrón v pokoji urýchlený poľom 1 volt bude mať energiu 1 elektrónvolt, eV. To odpovedá energii 10-19 joulov, čo by bola dosť nevhodne zavedená jednotka v časticovej fyzike.
Ak elektrón a pozitrón sú urýchľované poľom 470 megavoltov, každý bude mať energiu 470 megaelektrónvoltov alebo 470 MeV. Ak sa potom čelne zrazia, celková energia zrážky bude 940 MeV.
Táto energia je postačujúca na vytvorenie neutrónu podľa známej Einsteinovej rovnice E=mc2, ktorá nám hovorí, že hmota a energia sú navzájom premeniteľné. Z tohto dôvodu časticoví fyzici tiež hovoria o hmotnosti častíc v elektrónvoltoch:
Pre jednoduchosť fyzici často patrične uvádzajú hmotnosti v elektrónvoltoch, pamätajúc na to, že je tu vždy c2. To je dôvod, prečo sa často budeš stretávať s tým, že fyzici používajú elektrónvolty ako jednotky pre obe veličiny, energiu aj hmotnosť.
Kvôli generovaniu dát na LEP-e boli elektróny a pozitróny urýchlené približne na 45 miliárd elektrónvoltov, 45,625 GeV (gigaelektrónvoltov), aby sme boli presný. To malo za následok zrážku s energiou 91,25 GeV. Táto energia odpovedá presne energii potrebnej na vytvorenie Z častice.
Znie to ako veľké množstvo energie, ale v skutočnosti je to iba asi desatina kinetickej energie letiaceho komára. Rozdiel je však ten, že táto energia je sústredená do maličkého priestoru, okolo desaťtisíc milión milión krát menšieho než je komár, a to je to, čo dáva vznik fenoménu, o ktorý sa zaujímajú fyzici.
