09.08.2008 · Das europäische Zentrum für Elementarteilchenforschung hat einen Starttermin für den leistungsfähigsten Teilchenbeschleuniger und Speicherring der Welt mitgeteilt. Am 10. September sollen erstmals Wasserstoffkerne in dem 27 Kilometer langen unterirdischen Tunnel zirkulieren.
Von Manfred Lindinger
© Helmut Fricke
Auf diesen Augenblick haben die Teilchenphysiker in aller Welt gewartet: Am 10. September diesen Jahres werden nun erstmals Wasserstoffkerne in dem neuen Teilchenbeschleuniger des europäischen Zentrums für Elementarteilchenforschung, Cern, bei Genf eingespeist und darin umlaufen. Dieses Ereignis wird man live im Internet unter http://webcast.cern.ch verfolgen können.
Der Large Hadron Collider (LHC) ist der größte und leistungsfähigste Teilchenbeschleuniger und Speicherring der Welt. Er ist in einem 27 Kilometer langen unterirdischen Tunnel untergebracht, der zwischen dem Genfer See und dem französischen Jura liegt. Verläuft alles nach Plan, werden noch in diesem Jahr im LHC Pakete von Protonen gegensinnig umlaufen und an vier Stellen zur Kollision gebracht werden - zunächst behutsam, später mit voller Wucht.
Das frühe Universum simulieren
Avisiert ist zunächst eine Kollisionsenergie von 10 000 Milliarden Elektronenvolt. Zum Vergleich: Eine gewöhnliche Fernsehbildröhre bringt es auf 20 000 Elektronenvolt. 2010 soll eine Kollisionsenergie von 14 000 Milliarden Elektronenvolt erreicht werden, womit der LHC siebenmal so leistungsfähig wäre wie das Tevatron am Fermilab bei Chicago, der derzeit stärkste Teilchenbeschleuniger.
Das Ziel der Forscher des Cern ist die Simulation von Bedingungen, wie sie in einer extrem frühen Phase des Urknalls vor 13,7 Millarden Jahren geherrscht haben. Dabei hofft man unter anderem das sogenannte Higgs-Teilchen zu finden, nach dem die Teilchenphysiker schon lange Zeit suchen und das für den Ursprung der Teilchenmasse verantwortlich sein soll.
Beschleunigen im Takt
Doch zunächst gilt es, die Protonenpakete mit den 1600 supraleitenden Dipolmagneten des gigantischen Speichrrings auf einer stabilen Kreisbahn zu halten. In den vergangenen Wochen sind die Magnete, die in ihrem Inneren die beiden armdicken Vakuumröhren für die Protonenstrahlen beherbergen, auf ihre Betriebstemperatur von 1,9 Kelvin gekühlt worden. Von diesem Wochenende an will man nun mit der Synchronisation des sieben Kilometer langen Super Proton Synchrotrons (SPS) mit dem LHC beginnen. In dem SPS werden die Protonenpakete zunächst vorbeschleunigt, bevor sie in den LHC eingekoppelt werden. Das Timing zwischen dem SPS und dem LHC muss exakt bis auf Bruchteile von Milliardstel Sekunden stimmen. Die Arbeiten werden die kommenden Wochen bis zum Starttermin in Anspruch nehmen.
Mit dem Bau des Large Hadron Colliders, der rund drei Milliarden Euro gekostet hat, ist vor ungefähr fünfzehn Jahren begonnen worden. Die Inbetriebnahme war wegen finanzieller Engpässe und technischer Schwierigkeiten immer wieder verschoben worden. Zuletzt Ende des vergangenen Jahres.
