LHC auf Erfolgskurs

Der weltgrößte Teilchenbeschleuniger, der LHC am europäischen Kernforschungszentrum CERN in der Schweiz, hat gestern Nacht seinen Betrieb nach der Weihnachtspause wieder aufgenommen.

Die Welt ist wieder einmal nicht in einem nimmersatten Schwarzen Loch verschwunden und unwiederbringlich verloren, so wie einige Stimmen unser Schicksal prophezeiten, wenn in dem 27 km langen Beschleuniger Protonen bei hohen Energien aufeinandergeschossen werden.

Wie auf Twitter berichtet wird, kreiste um 4:10 Uhr mitteleuropäischer Zeit am Sonntagmorgen nach zwei Monaten Wartungspause der erste Protonenstrahl dieses Jahres in beiden Richtungen im Beschleunigerring.

Nachdem der LHC am 20. November letzten Jahres seinen langersehnten Betrieb nach über einjähriger Reparaturzeit nach einem Zwischenfall 2008 wieder aufgenommen hatte, konnte er bereits 10 Tage später Energien erreichen, die den bisher leistungsstärksten Teilchenbeschleuniger, den Tevatron am Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) in den USA, übertrumpften.
Den Forschern war es gelungen, die beiden gegenläufigen Teilchenstrahlen im LHC auf jeweils 1.18 TeV zu beschleunigen, eine Energie, die die erreichbaren Strahlenergien im Tevatron um 0.2 TeV übertrifft.
Nun wird voraussichtlich ab Ende dieses Monats die Energie pro Teilchenstrahl auf 3.5 TeV, entsprechend einer Kollisionsenergie der beiden gegenläufigen Teilchenstrahlen LHC von 7 TeV, hochgefahren.

Im Science Magazin vom 12. Februar wird die weitere Marschroute der Wissenschaftler erläutert.
Demnach wird der LHC dieses Jahr nur bei Kollisionsenergien von 7 TeV laufen, also der Hälfte seiner maximal möglichen Energie von 14 TeV, obwohl die Wissenschaftler ursprünglich vor hatten, den Beschleuniger dieses Jahr bereits auf etwa 70 % seiner maximalen Kollisionsenergie zu bringen. Auch im darauffolgenden Jahr 2011 wollen die Forscher lediglich bei dieser vorübergehenden Maximalenergie bleiben.
2012 soll der LHC sogar ganz pausieren, damit erneut alle elektrischen Verbindungen zwischen den supraleitenden Magneten, die die Teilchen auf ihrer Kreisbahn halten, auf ihre Funktionsfähigkeit untersucht und ersetzt werden können.
Die Wissenschaftler wollen sichergehen, dass der LHC wirklich „fit“ genug ist, um die höchstmöglichen Energien von 14 TeV auszuhalten, damit bei den hohen Kollisionsenergien keinerlei Zwischenfälle auftreten, wie es etwa 2008 geschah, als der Beschleuniger erstmalig seinen Betrieb aufgenommen hatte. Damals kam bereits neun Tage später das Aus. Eine fehlerhafte elektrische Verbindung zwischen zwei supraleitenden Magneten hatte zu großen Beschädigungen und dem Auslaufen von Helium in den Beschleunigertunnel geführt. Der LHC war über ein Jahr lang lahmgelegt.

Nach der Pause 2012 soll der LHC dann endlich 2013 auf seine höchstmögliche Kollisionsenergie von 14 TeV hochgefahren werden.

So wird die Entdeckung des sog. „Gottesteilchens“, des Higgs-Bosons, von dem angenommen wird, dass es den Teilchen des Standardmodells seine Masse verleiht, wohl noch eine Weile auf sich warten lassen müssen, wenn nicht doch Forscher am Fermilab den CERN-Wissenschaftlern zuvorkommen sollten.

Zunächst wollen die Forscher am LHC bis Ende 2011 bei verminderter Energie möglichst große Datenmengen aufnehmen, so dass die Chance besteht, andere neue Teilchen zu finden, wie sie etwa von der Theorie der sog. Supersymmetrie vorhergesagt werden, nach der zu jedem Teilchen ein Gegenpart, ein supersymmetrisches Teilchen, existieren soll.
Oder vielleicht könnten weitere Raumdimensionen, sog. Extradimensionen, die über die drei Raumdimensionen, die wir kennen, hinausgehen, entdeckt werden. Die Stringtheorie bzw. die Stringtheorien sagen z. B. 6 oder 7 zusätzliche Raumdimensionen vorher. Die Entdeckung solcher Raumdimensionen könnte wiederum zur Erzeugung von Schwarzen Löchern in Miniaturform führen.

Es bleibt auf jeden Fall spannend!

[Blogbeitrag von A. Ewers]