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Urknall : Rumms, da ging die Schöpfung los

Der riesige Magnet soll kleinste Teilchen auf gekrümmte Bahnen lenken Bild: AFP

Das Genfer Forschungszentrum Cern bereitet das größte physikalische Experiment aller Zeiten vor. Ein neuer Teilchenbeschleuniger simuliert den Urknall: Ob das langfristig zur Entstehung eines Paralleluniversums führt?

          6 Min.

          Das winterliche Panorama am Ufer des Genfer Sees könnte nicht einladender wirken: Im Nordwesten locken die schneebedeckten Berge des französischen Jura, im Südosten die Schweizer Alpen mit den weißen Gipfeln des Montblanc-Massivs.

          Manfred Lindinger
          Redakteur im Ressort „Natur und Wissenschaft“.

          Doch wer wie Thomas Müller als Wissenschaftler in diesen Tagen ins schweizerisch-französische Grenzgebiet reist, hat andere Dinge im Sinn als die Schönheiten der Natur. Schließlich bleibt dem Physiker von der Universität Karlsruhe und seinen vielen Kollegen nur noch wenig Zeit, soll Ende dieses Jahres die größte technische Installation in Betrieb gehen, die jemals von Menschenhand ersonnen wurde - der neue Teilchenbeschleuniger und Speicherring des europäischen Zentrums für Elementarteilchenphysik (Cern), das im Genfer Vorort Meyrin seinen Sitz hat.

          Verläuft alles nach Plan, werden in dem „Large Hadron Collider“, kurz LHC, von November an Pakete von Wasserstoffkernen nahezu mit Lichtgeschwindigkeit auf gegenläufige Bahnen umlaufen und an vier Stellen des LHC-Rings mit solcher Wucht zusammenprallen, dass Bedingungen entstehen, wie sie Sekundenbruchteile nach dem Urknall vor 13,7 Milliarden Jahren geherrscht haben.

          In der Teilchenkanone fliegen Wasserstoffkerne fast mit Lichtgeschwindigkeit
          In der Teilchenkanone fliegen Wasserstoffkerne fast mit Lichtgeschwindigkeit : Bild: dpa

          Pro Sekunde dreißig Millionen Kollisionen

          Zügig fährt Müller, der seit gut zehn Jahren am LHC-Projekt mitarbeitet, mit seinem schwarzen Kombi an verschneiten Dörfern, Feldern und kleineren Wäldern vorbei. Doch vom Teilchenbeschleuniger ist weit und breit nichts zu sehen: „Der LHC ist in einem 27 Kilometer langen Tunnel untergebracht, der sich vom Genfer See bis zum französischen Jura erstreckt.“

          Nach einer halben Stunde Autofahrt ist das Ziel erreicht: Punkt fünf. Hier auf französischer Seite befinden sich einer der Zugänge zum LHC-Tunnel und eine Stelle, an der die gut 3000 Pakete aus jeweils hundert Milliarden Protonen aufeinanderprallen werden. Pro Sekunde kommt es zu dreißig Millionen Kollisionen.

          Die größte Kühlanlage der Welt

          Mit dem Lastenaufzug geht es abwärts - 25, 50, 75, 100 Meter. Unten angekommen, führt der Weg durch ein Labyrinth aus weißgetünchten Gängen. Zur Sicherheit muss man Helme tragen. Plötzlich steht man inmitten des LHC-Tunnels. Hintereinander aufgereiht, stehen darin zylinderförmige Magnete, jeder 15 Meter lang und 30 Tonnen schwer. „Die Dipolmagnete sind die komplexesten Komponenten der gesamten Beschleunigeranlage. Sie sorgen dafür, dass die Protonenpakete ihren Kurs halten“, sagt Müller und klopft auf eines der blauen, rund einen Meter dicken Druckrohre.

          Diese beherbergen die Vakuumrohre für die umlaufenden Protonen und die supraleitenden Spulen aus Niobtitan. Letztere erzeugen ein Magnetfeld, das rund dem 200.000fachen des Erdmagnetfeldes entspricht - vorausgesetzt, man kühlt sie mit flüssigem Helium auf minus 271 Grad. In den Spulen fließt dann ein Strom von 12.000 Ampere.

          „Würden wir normale Elektromagnete verwenden, müsste der Umfang des LHC rund 120 Kilometer betragen, wollte man die gleiche Kollisionsenergie erreichen.“ Den Vorteil erkaufen sich die Forscher mit der größten Kühlanlage der Welt, die den LHC mit 700.000 Litern flüssigem Helium versorgt. Vor kurzem ist der letzte der insgesamt rund 1700 Magnete fertiggestellt und in den Tunnel befördert worden. Derzeit werden alle Komponenten mit Laserstrahlen auf 0,1 Millimeter genau ausgerichtet und an die Heliumversorgung angeschlossen.

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