LHC vor Neustart

Teilchen-Suche am CERN geht ab Ende März weiter

(Bild: CERN)

Darauf warten Physiker in aller Welt mit Sehnsucht: Nach zweijähriger Rundumerneuerung wird die "Weltmaschine" des Europäischen Kernforschungszentrums (CERN) voraussichtlich Ende März wieder gestartet. Mit viel mehr Energie als bisher - 13 Teraelektronenvolt statt acht - werden im größten Teilchenbeschleuniger der Welt, dem LHC, Kollisionen erzeugt. In den dabei entstehenden Zerfallsprodukten suchen Forscher nach unentdeckten Bausteinen des Universums.

"Wir sind alle schon ganz aufgeregt", sagte CERN-Generaldirektor Rolf-Dieter Heuer, der sein Amt zum Jahresende an die italienische Physikerin Fabiola Gianotti abgibt, kürzlich bei einer Pressekonferenz. "Die viel höhere Energie, mit der wir den LHC (Large Hadron Collider) nun starten, öffnet neue Fenster." Bis der Beschleuniger voll hochgefahren wird, sind noch eine Reihe von Tests erforderlich.

Vor allem an den neuen supraleitenden Magneten, die dafür sorgen, dass die Elementarteilchen auf der Ringbahn des LHC gehalten werden. Zudem wird es laut Heuer nach dem Neustart noch zwei Monate dauern, bis im LHC Teilchenkollisionen auf dem höchsten Energieniveau erreicht werden. Die CERN-Forscher können es kaum erwarten, bis neue Daten aus diesen Kollisionen in ihre Computersysteme einlaufen. Ob und wann sich aus deren Auswertung bahnbrechende Erkenntnisse ableiten lassen, "liegt aber in der Hand der Natur", sagte Heuer.

Erste aussagekräftige Daten im Sommer
Dave Charlton, Sprecher des ATLAS-Analyseteams, rechnet mit ersten aussagekräftigen Daten im Sommer. "Weit mehr werden dann zum Ende des Jahres kommen", sagte der Physiker. Er war 2012 ebenso wie die künftige CERN-Direktorin Gianotti an der Entdeckung des Higgs-Teilchens (auch als "Gottesteilchen" bezeichnet) beteiligt.

Es ist jenes Teilchen, das allen anderen Masse verleiht, ohne die sie nur wie Irrlichter durchs All fliegen würden. Für die Vorhersage des Teilchens erhielten die Forscher Peter Higgs und Francois Englert ein Jahr nach dem Nachweis am CERN den Physik-Nobelpreis.

"Wir wollen jetzt noch viel mehr über das Higgs-Boson erfahren, darunter, ob es in unerwarteter Weise zerfällt", sagte Charlton. Zugleich aber werde nach Grundbausteinen der dunklen Materie gesucht. Die Forscher fragten sich: "Können wir im LHC dunkle Materie erschaffen und sie dann unter Laborbedingungen studieren?"

Zusammenstöße bei nahezu Lichtgeschwindigkeit
In der 27 Kilometer langen unterirdischen Vakuumröhre des LHC werden Elementarteilchen künftig mit einer Kollisionsenergie von 13 Teraelektronenvolt (TeV) aufeinanderprallen - fast doppelt so viel wie bisher. In den Zerfallsprodukten der Zusammenstöße bei nahezu Lichtgeschwindigkeit suchen Forscher nach bislang unbekannten Teilchen. Dafür werden künftig von Spezialkameras und Hochleistungscomputern pro Sekunde 40 Millionen statt "nur" 20 Millionen Bilder von Kollisionen erfasst.