Large Hadron Collider 16.02.2024, 08:26 Uhr

17 Milliarden Dollar teuer: CERN plant XXL-Teilchenbeschleuniger

Im Untergrund der Grenzregion bei Genf soll mit dem Future Circular Collider die mit Abstand größte Forschungsanlage für die Atomphysik gebaut und das Rätsel der dunklen Materie gelüftet werden.

CERN

Die Strahlrohrleitung, das "Herz" des Detektors, wird innerhalb des CMS-Detektors installiert.

Foto: CERN

Der Large Hadron Collider (LHC), ein Teilchenbeschleuniger im Untergrund des schweizerisch-französischen Grenzgebiets bei Genf, ist die weltweit leistungsstärkste Anlage dieser Art. Sie hat der Physik tiefe Einblicke in die Geheimnisse der komplexen Teilchenwelt ermöglicht, aus denen die Welt aufgebaut ist. Und auch kleine Rätsel im Zusammenhang mit dunkler Materie, Antimaterie und dunkler Energie gelöst.

Ziel sind Kollisionen von Atombauteilenpl

Aber noch sind zahlreiche Fragen ungelöst. Diese wollen Physiker aus fast der ganzen Welt mit FFC beantworten, mit dem Future Circular Collider. Er wird ebenfalls im schweizerisch-französischen Untergrund gebaut, ist mit einer Länge von 90,7 Kilometern mehr als dreimal so lang wie der existierende LHC. Der ringförmige Tunnel in einer Tiefe von rund 100 Metern, der die Technik zur Beschleunigung von Atomkernbauteilchen beherbergen wird, hat einen Durchmesser von 5,5 Metern. Die Teilchen – im Endausbau sind es Protonen, also die Atomkerne des Wasserstoffs, anfangs die viel kleineren Elektronen und Positronen – rasen in zwei Röhren gegenläufig im Kreis herum. Mächtige Magnete mit Spulen aus supraleitendem Material halten sie auf Kurs und beschleunigen sie auf nahezu Lichtgeschwindigkeit (299.792,45 Kilometer pro Sekunde). Wenn der Beschleunigungsprozess abgeschlossen ist werden zusätzliche Magnete eingeschaltet, die die Teilchenströme ablenken, sodass sie miteinander kollidieren.

Die erste Baustufe kostet 17 Milliarden Dollar

Bei diesen Kollisionen zerfallen die Atombauteile in noch kleinere Bausteine. Diese werden in Detektoren erfasst, die nahezu unvorstellbar groß sind. Schon die, die im LHC stecken, erreichen die Dimension von Hochhäusern. Es wird acht Experimentierstationen geben, die so hoch sind, dass sie die Erdoberfläche durchbrechen.

Der LHC, der 5,6 Milliarden US-Dollar kostete und 2010 seinen Betrieb aufnahm, wird voraussichtlich bis etwa 2040 ausgelastet sein. Etwa zu diesem Zeitpunkt soll die erste Ausbaustufe des FFC fertig sein. Bis dahin laufen Kosten von 17 Milliarden Dollar auf – nach heutigen Preisen.

Stellenangebote im Bereich Energie & Umwelt

Energie & Umwelt Jobs
FERCHAU GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur Verfahrenstechnik / Anlagenbau (m/w/d) FERCHAU GmbH
Dortmund Zum Job 
TÜV NORD GROUP-Firmenlogo
Sachverständige:r im Bereich Anlagensicherheit Immissionsschutz und Störfallvorsorge TÜV NORD GROUP
Hamburg, bundesweit Zum Job 
Berliner Stadtreinigung (BSR)-Firmenlogo
Gruppenleiter:innen für Projektsteuerung und Projektleitung Anlagenbau (w/m/d) Berliner Stadtreinigung (BSR)
THOST Projektmanagement GmbH-Firmenlogo
Projektmanager*in/ Projektmitarbeiter*in (m/w/d) Flächenmanagement THOST Projektmanagement GmbH
Dresden, Berlin, Leipzig, Hamburg Zum Job 
3M Deutschland GmbH-Firmenlogo
Senior Research Product Development Engineer (R&D) - Electrical Markets (m/f/*) 3M Deutschland GmbH
Technische Universität Darmstadt-Firmenlogo
Universitätsprofessur für Energieprozesstechnik (W3) Technische Universität Darmstadt
Darmstadt Zum Job 
Wirtschaftsbetrieb Hagen AöR-Firmenlogo
Werkstudent*in Siedlungswasserwirtschaft (w/m/d) Wirtschaftsbetrieb Hagen AöR
Dr. Born - Dr. Ermel GmbH-Firmenlogo
Projektleiter Ingenieur Abwasserbehandlung (m/w/d) Dr. Born - Dr. Ermel GmbH
Frankfurt am Main Zum Job 
Stadtwerke Augsburg Holding GmbH-Firmenlogo
Technischer Revisor (m/w/d) Schwerpunkt Prozessprüfung im Bereich Versorgung und ÖPNV Stadtwerke Augsburg Holding GmbH
Augsburg Zum Job 
Stadtwerke Esslingen am Neckar GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Projektingenieur Wärme- und Kältetechnische Projekte (w/m/d) Stadtwerke Esslingen am Neckar GmbH & Co. KG
Esslingen am Neckar Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Ingenieur (w/m/d) Schwerpunkt Abfall- und Bodenmanagement Die Autobahn GmbH des Bundes
Stadtwerke Essen-Firmenlogo
Ingenieur/Techniker (gn) für Kanal- und Entwässerungsplanung Stadtwerke Essen
Fachhochschule Südwestfalen-Firmenlogo
Budde-Stiftungsprofessur für Erneuerbare Energien, insbesondere Wasserstoff Fachhochschule Südwestfalen
Iserlohn Zum Job 
TransnetBW GmbH-Firmenlogo
Ingenieur (m/w/d) Leittechnik TransnetBW GmbH
Wendlingen am Neckar, Bruchsal Zum Job 
TransnetBW GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Asset Management (m/w/d) TransnetBW GmbH
Stuttgart Zum Job 
Eproplan GmbH Beratende Ingenieure-Firmenlogo
Projektleiter*in (m/w/d) Versorgungstechnik im Bereich der technischen Gebäudeausrüstung (HLSK) Eproplan GmbH Beratende Ingenieure
Stuttgart Zum Job 
Eproplan GmbH Beratende Ingenieure-Firmenlogo
Projektleiter*in Energiekonzepte und Energieeffizienz Eproplan GmbH Beratende Ingenieure
Stuttgart Zum Job 
Eproplan GmbH Beratende Ingenieure-Firmenlogo
Projektleiter*in Elektrotechnik (m/w/d) Schwerpunkt Elektro- und Leittechnik Eproplan GmbH Beratende Ingenieure
Stuttgart Zum Job 
THOST Projektmanagement GmbH-Firmenlogo
Ingenieur*in (m/w/d) im Projektmanagement Bereich Energietechnik / Elektrotechnik THOST Projektmanagement GmbH
Göttingen, Bremen, Lübeck, Kiel, Leipzig, Hamburg, Heide, Pforzheim Zum Job 
Wirtschaftsbetrieb Hagen AöR-Firmenlogo
Bauingenieur*in Siedlungswasserwirtschaft - Grundstücksentwässerung (w/m/d) Wirtschaftsbetrieb Hagen AöR

Siebenmal höhere Kollisionsenergie

Die Kollisionsenergie im FFC wird 100 Billionen Elektronenvolt erreichen und damit den LHC mit 14 Billionen Elektronenvolt – das ist heute Weltrekord – weit übertreffen. Diese Energieexplosion soll die aufeinanderprallenden Teilchen noch gründlicher auseinandernehmen als es im LHC möglich ist. „Unser Ziel ist es, die Eigenschaften der Materie im kleinsten Maßstab und bei höchster Energie zu untersuchen“, sagte CERN-Generaldirektorin Fabiola Gianotti bei der Vorstellung eines Zwischenberichts in Genf, in dem erste Details des neuen Beschleunigers festgelegt worden sind. Sie erwartet „einen großen Sprung in der Erforschung der Materie“.

Der größte Teil des Universums ist unsichtbar

Nicht zuletzt soll auch das Geheimnis der „dunklen Materie“ geklärt werden, was mit dem LHC nicht gelungen ist. Diese ist nicht sichtbar, beweist ihre Existenz aber mit einer Gravitationskraft, die alles verschluckt, was in ihre Nähe kommt. Die meisten Astronomen nehmen an, dass dunkle Materie 85 Prozent der gesamten Masse im Universum ausmacht. Ihre Existenz würde die scheinbar zusätzliche Schwerkraft erklären, die um Galaxien und in riesigen Galaxienhaufen nachweisbar ist.

Kritik an den hohen Kosten

Die Kosten für den FFC werden die Mitgliedsstaaten der Europäischen Union, Israel, Großbritannien und Norwegen tragen. Bis 2025 soll eine Machbarkeitsstudie vorliegen. Die Entscheidung, ob der Beschleuniger tatsächlich gebaut ist, wird für 2028 erwartet. Es gibt auch Kritik an den Plänen. So fragte David King, früherer wissenschaftlicher Chefberater der britischen Regierung, in einer Sendung des britischen Rundfunks BBC, ob es nicht klüger wäre, die Mittel in die Gestaltung einer angesichts des Klimanotstands „beherrschbaren Zukunft“ zu stecken.

Ein Beitrag von:

  • Wolfgang Kempkens

    Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.