Großer Sprung nach vorn

Forscher am Institut für Hochenergiephysik IHEP in Peking planen einen großen Sprung nach vorn. Bis 2028 wollen sie einen kreisförmigen Teilchenbeschleuniger von 52 Kilometern Länge bauen.

Bislang müssen sich die chinesischen Physiker mit gerade einmal 240 Metern Teilchenbeschleuniger begnügen. Eine nun geplante, neue Röhre wäre die längste der Welt, 25 Kilometer länger als die der Europäischen Organisation für Kernforschung Cern in Genf.

Der Bau eines solch langen Beschleunigers würde China in eine international führende Position der Teilchenphysik hieven. Mit der Apparatur will das Land das sogenannte Gottesteilchen Higgs-Boson, das 2012 am Cern erstmals nachgewiesen wurde, genauer erforschen. Das nach dem Physiker Peter Higgs benannte Teilchen sorgt laut dem Standardmodell der Teilchenphysik dafür, dass alle andere Elementarteilchen über die Wechselwirkung mit dem sogenannten Higgs-Feld eine Masse bekommen.

Unklar ist jedoch beispielsweise, ob das Higgs-Teilchen selbst ein Elementarteilchen ist oder eine innere Struktur besitzt. Um das zu untersuchen, wollen die Chinesen Elektronen und ihre Antiteilchen – Positronen – bei extrem hoher Geschwindigkeit in dem neuen Beschleuniger miteinander kollidieren lassen. Steht der Tunnel, soll er in einem zweiten Schritt zum Bau einer weiterentwickelten Version eines Superprotonen-Beschleunigers genutzt werden. So jedenfalls stellen es sich die Forscher vor. Mit dessen Hilfe sollen die physikalischen Bedingungen unmittelbar nach dem Urknall noch genauer imitiert werden als bislang möglich, um weitere Aufschlüsse über die Entstehung des Universums gewinnen zu können.

Der Beschleuniger soll drei Milliarden US-Dollar kosten. IHEP-Institutsleiter Wang Yifang hofft, in fünf Jahren mit dem Bau beginnen zu können. In den kommenden 24 Monaten sollen das Design entwickelt und die technischen Herausforderungen definiert werden. Weil die Zahl geeigneter chinesischer Physiker limitiert ist, sollen ausländische Forscher hinzugezogen werden. Wenn sich zudem ausländische Geldgeber an dem Projekt beteiligten, hält Wang sogar einen Tunnel von 80 Kilometern Länge für möglich – mit entsprechend größerer Kollisionswucht.

Aber schon die jetzige Dimension ist eine enorme technische Herausforderung. Viele Experten halten eine Entwicklungszeit von 14 Jahren daher für sehr ambitioniert. Die chinesischen Forscher fürchten allerdings, dass ihnen die chinesische Regierung die finanzielle Unterstützung verwehrt, sollte der Zeitplan deutlich länger angesetzt werden als 2028. Denn noch steht die Finanzierung des Riesenprojekts nicht. Überzeugen soll die Regierung das Argument, dass China sowohl die USA als auch Europa als möglichen Standort für einen Superprotonen-Beschleuniger abhängen könnte. Weltweit würde wohl kaum mehr als ein Modell gebaut. (bsc)