Genfer Teilchenbeschleuniger LHC knackt den Weltrekord

LHC hat es geschafft: Erstmals sind im weltgrößten Teilchenbeschleuniger des Cern in Genf Protonen mit 13 TeV zusammengeprallt. Weltrekord. Jetzt geht es an die Erforschung der Dunklen Materie.

Der Cern-Teilchenbeschleuniger LHC in Genf: Hier kollidierten erstmals Protonenstrahlen mit einer Rekordenergie von 13 TeV.

Foto: Cern

Zwei Jahre nach dem Beginn des Umbaus haben die Forscher den Large Hadron Collider (LHC), den weltgrößten Protonenbeschleuniger im europäischen Atomforschungszentrum Cern in Genf, jetzt eingefahren: Im 27 km langen Beschleunigertunnel prallten zwei Protonenstrahlen aufeinander, die jeweils eine Energie von 6,5 Teraelektronenvolt (TeV) hatten. Andere Beschleuniger erreichen die Rekordenergie von 13 TeV, also 13 Billionen Elektronenvolt, nicht annähernd. Der bisherige Rekord, ebenfalls am LHC aufgestellt, lag bei 8 TeV. In Teraelektronenvolt wird die Bewegungsenergie von Atomkernbauteilen gemessen.

In weiteren Probeläufen werden die Forscher am Cern die beiden Protonenstrahlen, die in zwei Röhren später sogar mit 7 TeV unterwegs sein sollen, daraufhin überprüfen, ob sie exakt auf Kurs bleiben. Schon geringste Abweichungen können nämlich zum Scheitern der Experimente führen, die in einigen Wochen beginnen sollen.

Forschung an Dunkler Materie und dem Higgs-Boson

Die Protonenstrahlen prallen in vier Messgeräten aufeinander. Bei den Kollisionen werden zahlreiche Teilchen frei, die teilweise nur Bruchteile von Sekunden existieren. Anhand der Kurven, die die Protonentrümmer nach der Kollision beschreiben, identifizieren die Kernphysiker die Teilchen.

So sah der CMS-Detektor die Rekordkollision. Sie setzt zahlreiche Teilchen frei, die teilweise nur für Bruchteile einer Sekunde existieren.

Quelle: CMS

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So konnten die Physiker am Cern schon das geheimnisvolle Gottesteilchen, das Higgs-Boson, nachweisen. Es ist ihnen allerdings nur einige Male untergekommen. Mit der mächtigen umgebauten Anlage hoffen sie, es häufiger zu finden, um letzte Zweifel an der Existenz auszuräumen. Außerdem wollen die Cern-Physiker dem Geheimnis der Dunklen Materie auf die Spur kommen.

Kurzschluss sorgte im März für Aufregung

Im Rahmen des Einfahrens lösen die Kernphysiker in allen vier Messgeräten Kollisionen aus. Die Bilder stellte Cern der Öffentlichkeit zur Verfügung. Sie haben jedoch keine wissenschaftliche Relevanz. Die Messgeräte, die so hoch sind wie mehrstöckige Häuser, tragen die phantasievollen Namen CMS (Compact-Muon-Solenoid-Experiment), Atlas (A Toroidal LHC ApparatuS), Alice (A Large Ion Collider Experiment) und LHCb (Large Hadron Collider beauty).

Techniker bei der Wartung des Beschleunigertunnels. Darin bewegen sich auf einer Länge von 27 km in entgegengesetzter Richtung Protonnenstrahlen mit einer Energie von jeweils 6,5 TeV.

Quelle: Cern

Am 21. März noch schien der Beginn der wissenschaftlichen Versuche gefährdet, der für Anfang Juni geplant ist. Eine der mehr als 9000 supraleitenden Magnetspulen, die die Protonenstrahlen auf Kurs halten, fiel nach einem Kurzschluss aus. Die Reparatur gelang in Rekordzeit.

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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.