16.01.2019 12:56 |

100 km lange Maschine

CERN-Forscher planen Mega-Teilchenbeschleuniger

Physiker der Europäischen Organisation für Kernforschung (CERN) bei Genf planen ein Zukunftsprojekt mit gigantischen Ausmaßen - und ebensolchen Kosten. Falls ihre Pläne umgesetzt werden, entsteht im französisch-schweizerischen Grenzgebiet in einem 100 Kilometer langen ringförmigen Tunnel ein Mega-Teilchenbeschleuniger. Ob die gigantische Forschungsmaschine namens Future Circular Collider (kurz FCC), tatsächlich gebaut wird, müssen die 22 Mitgliedsstaaten des CERN entscheiden.

Im Mega-Beschleuniger Future-Circular Collider (FCC), der teils unter dem Genfer See liegen würde und für den insgesamt 24 Milliarden Euro veranschlagt sind, sollen ab Ende der 2030er-Jahre Elektronen und Positronen (positiv geladene Anti-Teilchen des Elektrons, Anm.) auf Kollisionskurs gebracht. Zum Vergleich: Der bestehende Teilchenbeschleuniger, der Large Hadron Collider (kurz LHC) am CERN, hat einen 27 Kilometer langen Tunnel.

Suche nach bis dato unbekannte Teilchen
„Das Projekt würde sich im Genfer Becken gut realisieren lassen“, sagte Studienleiter Michael Benedikt zur Veröffentlichung der Konzeptstudie in Genf. Die existierenden Anlagen könnten weiter genutzt werden, etwa als Vorbeschleuniger. Die CERN-Physiker suchen unter anderem Erkenntnisse über die ersten Nanosekunden nach dem Urknall und der Entstehung des Universums. Zudem wollen sie bisher unbekannte Teilchen nachweisen.

Bestehender Beschleuniger läuft noch 20 Jahre
Der bestehende LHC-Beschleuniger dürfte noch 20 Jahre laufen, sagte Benedikt. Er wurde im Dezember für zweijährige Wartungsarbeiten abgeschaltet. Parallel wird bereits an einem Ausbau mit stärkeren Magneten gearbeitet, dem sogenannten HiLumi LHC-Projekt. Es soll 2025 fertig sein. Die Physiker wollen damit die Zahl der Protonenkollisionen pro Sekunde von einer auf fünf Milliarden erhöhen.

100.000-mal leistungsfähiger als bisherige Anlagen
Zunächst würden in dem neuen Tunnel Elektronen und Positronen zur Kollision gebracht. Der FCC wäre dabei bis zu 100.000-mal leistungsfähiger als bisherige Anlagen am CERN, so Benedikt. Nach 15 Jahren Betrieb könne die Maschine durch einen Protonen-Beschleuniger ersetzt werden, der sowohl bei Kollisionsenergie als auch bei der Anzahl der Kollisionen etwa zehnmal so leistungsfähig wäre wie das HiLumi-Projekt. Der Protonenbeschleuniger würde denselben 100 Kilometer langen Tunnel nutzen.

Ob der neue FCC-Teilchenbeschleuniger tatsächlich gebaut wird, müssen die 22 Mitgliedsstaaten des CERN entscheiden. Das Projekt würde in der ersten Phase neun Milliarden Euro kosten. Der Protonenbeschleuniger, der nach 2055 in Betrieb gehen würde, würde etwa weitere 15 Milliarden Euro verschlingen, heißt es.

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