CERN: Weltgrößter Teilchenbeschleuniger LHC wieder hochgefahren
Der Large Hadron Collider wird nach dreieinhalb Jahren Pause wieder in Betrieb genommen. Er wird noch leistungsfähiger sein als zuvor.
Blick in den Tunnel des LHC
(Bild: © 2021 CERN)
Nach einer dreieinhalbjährigen Pause wird mit dem Large Hadron Collider (LHC) am Kernforschungszentrum CERN nun der weltgrößte Teilchenbeschleuniger wieder hochgefahren. Im dritten Lauf sollen einmal mehr Rekordenergien erreicht werden, um grundlegende Fragen der Teilchenphysik beantworten zu können. Waren zuvor Protonen-Protonen-Kollisionen bei bislang nicht erreichten Energien von 13 Teraelektronenvolt (TeV) durchgeführt worden, werden nach den vorgenommenen Updates jetzt sogar 13,6 TeV möglich sein, teilte das CERN vorab mit. Am heutigen Freitag sollen die ersten beiden Protonenstrahlen in entgegengesetzter Richtung durch den unterirdischen Ring von 27 Kilometern Länge gejagt werden.
Zahl der Kollisionen verdoppelt
Die Zeit seit der letzten Abschaltung im Herbst 2018 – der Long Shutdown LS2 – ist für verschiedene Arbeiten an der immensen Anlage und den zugehörigen Teilen genutzt worden. So ist 2020 der neue Linearbeschleuniger Linac 4 an die Anlage angeschlossen worden, der die Protonen für den Beschleunigerkomplex mit höheren Energien bereitstellt, erläutert das CERN. Andere Teile wurden verbessert oder repariert. Die Vorbereitungen für den Neustart laufen jetzt seit Wochen und vor Ort herrscht Anspannung, erklärte Forschungsdirektor Joachim Mnich der dpa. Wie bei einem Raketenstart könnte hier auch kurz vor Beginn noch ein Abbruch nötig sein, "wir hoffen aber, dass alles glatt geht". Wenn die Anlage in einigen Wochen wieder auf Hochtouren läuft, soll die Zahl der aufgezeichneten Kollisionen doppelt so hoch sein wie bisher.
Damit soll am LHC in den kommenden Jahren nicht nur das Higgs-Boson genauer erforscht werden. Gesucht werden auch Abweichungen vom Standardmodell der Teilchenphysik, die auf jene neue Physik hinweist, die von vielen erwartet wird. Bislang war beispielsweise am LHC beobachtet worden, dass die sogenannten Beauty-Quarks nicht wie erwartet zu gleichen Teilen in Myonen und Elektronen zerfallen. Verantwortlich für diese Abweichung von den Theorien könnte eine bislang unbekannte Naturkraft sein. Um das aber herauszufinden, müssen solche Beobachtungen deutlich häufiger gemacht werden, als bislang. Erst vor wenigen Tagen war außerdem öffentlich gemacht worden, dass der bislang genaueste Wert für die Masse des sogenannten W-Bosons ebenfalls nicht zu den Theorien passt.
Der Large Hadron Collider ist das weltweit größte wissenschaftliche Instrument und ist in Genf an der Grenze zwischen der Schweiz und Frankreich unterirdisch aufgebaut. Zu den größten wissenschaftlichen Erfolgen des riesigen Teilchenbeschleunigers gehört der Nachweis des vorhergesagten Higgs-Bosons, wofür es später den Physik-Nobelpreis gab. In dem langen Tunnel werden Protonen mit immensen Energien aufeinander geschossen, die angeschlossenen Großexperimenten ALICE, CMS, ATLAS und LHCb analysieren dann ganz genau, welche Teilchen bei diesen Kollisionen entstehen. In jahrelanger Arbeit werden aus den immensen Datenmengen dann neue Einblicke in die grundlegenden Eigenschaften unseres Universums gewonnen. Wegen der immensen Strommenge, die für den Betrieb nötig ist, wird der LHC über die Wintermonate immer abgeschaltet, hinzukommen die jahrelangen Pausen zum Update der Instrumente.
[Update 22.04.2022 – 13:00 Uhr] Inzwischen teilte das CERN mit, dass der Neustart geklappt hat: Um 12:16 Uhr MESZ waren erstmals wieder zwei Protonenstrahlen in entgegengesetzten Richtungen im LHC unterwegs. Noch hatten sie lediglich die Energie (jeweils 450 GeV), mit der sie dort ankommen. Hochenergiekollisionen werden jetzt weiter vorbereitet.
(mho)