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.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
Stadtwerke München GmbH-Firmenlogo
Instandhaltungsmanager*in (m/w/d) Stadtwerke München GmbH
München Zum Job 
Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF-Firmenlogo
Wissenschaftler (m/w/d) - angewandte NV-Magnetometrie und Laserschwellen-Magnetometer Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF
Freiburg im Breisgau Zum Job 
Rittal GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Maschinenbauingenieur / Prüfingenieur (m/w/d) Dynamik / Schwingungstechnik Rittal GmbH & Co. KG
Herborn Zum Job 
Vita Zahnfabrik H. Rauter GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Konstrukteurin / Konstrukteur Maschinen und Anlagen Vita Zahnfabrik H. Rauter GmbH & Co. KG
Bad Säckingen Zum Job 
Deutsche Rentenversicherung Bund-Firmenlogo
Teamleiter*in Bauprojekte Elektrotechnik (m/w/div) Deutsche Rentenversicherung Bund
Stadtwerke Frankenthal GmbH-Firmenlogo
Energieberater (m/w/d) Stadtwerke Frankenthal GmbH
Frankenthal Zum Job 
Griesemann Gruppe-Firmenlogo
Lead Ingenieur Elektrotechnik / MSR (m/w/d) Griesemann Gruppe
Köln, Wesseling Zum Job 
Berliner Wasserbetriebe-Firmenlogo
Bauingenieur:in Maßnahmenentwicklung Netze (w/m/d) Berliner Wasserbetriebe
PARI Pharma GmbH-Firmenlogo
Senior Projekt-/Entwicklungsingenieur (m/w/d) in der Konstruktion von Medizingeräten PARI Pharma GmbH
Gräfelfing Zum Job 
ABO Wind AG-Firmenlogo
Projektleiter (m/w/d) Umspannwerke 110kV für erneuerbare Energien ABO Wind AG
verschiedene Standorte Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Ingenieur (w/m/d) Verkehrsbeeinflussungsanlagen Die Autobahn GmbH des Bundes
Hamburg Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Abteilungsleitung (m/w/d) Umweltmanagement und Landschaftspflege Die Autobahn GmbH des Bundes
VIVAVIS AG-Firmenlogo
Projektleiter (m/w/d) Angebotsmanagement VIVAVIS AG
Ettlingen, Berlin, Bochum, Koblenz Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Projektingenieur (w/m/d) Telematik-Infrastruktur Die Autobahn GmbH des Bundes
Frankfurt am Main Zum Job 
envia TEL GmbH-Firmenlogo
Serviceingenieur (Field Service Engineer) (m/w/d) envia TEL GmbH
Chemnitz, Halle, Kolkwitz, Markkleeberg, Taucha Zum Job 
Stadt Nordenham-Firmenlogo
Ingenieur (m/w/d) der Richtung Bauingenieurwesen (Tiefbau, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserwirtschaft, Wasserbau) oder Umweltingenieurwesen oder staatlich geprüften Techniker (m/w/d) der Siedlungswasserwirtschaft Stadt Nordenham
Nordenham Zum Job 
envia TEL GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Datacenter Infrastruktur (m/w/d) envia TEL GmbH
ILF Beratende Ingenieure GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur (m/w/d) Konstruktiver Ingenieurbau / Objekt- und Tragwerksplanung ILF Beratende Ingenieure GmbH
München Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Abteilungsleiter/in - Planung auf BAB Betriebsstrecken (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Oldenburg Zum Job 
ILF Beratende Ingenieure GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur (m/w/d) Verkehrsanlagen Schwerpunkt Trassierung ILF Beratende Ingenieure GmbH
München, Essen Zum Job 

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.

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.