Physik : Cern auf Kollisionskurs

Stundenlange Experimente in der Weltmaschine: Millionen Zusammenstöße im Teilchenbeschleuniger.

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Im Genfer Kernforschungszentrum Cern ist wieder Alltag, besser: er hat gerade begonnen. Nachdem am Dienstagmittag erstmals Protonen mit einer bis dahin unerreichten Wucht zusammengeprallt waren, läuft seit gestern der Routinebetrieb am weltgrößten Teilchenbeschleuniger LHC (Large Hadron Collider). Auf zwei gegenläufigen Bahnen werden Protonen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und dann zur Kollision gebracht. Wissenschaftler erhoffen sich davon neue Erkenntnisse über den Ursprung von Energie und Materie.

„Wir alle hier sind sehr glücklich und freuen uns, dass wir endlich mit Physik loslegen können“, sagte Barbara Warmbein vom Cern, das den LHC betreibt.

Knapp vier Stunden währte die erste Experimentphase am Dienstag, bei der eine Kollisionsenergie von sieben Teraelektronenvolt erreicht wurde. Wieder und wieder ließen die Physiker einzelne Protonenpakete in den vier riesigen Detektoren zusammenprallen. Mehr als eine halbe Million Zusammenstöße wurden von den Sensoren registriert, bevor die beiden Strahlen gestoppt wurden. Damit der 27 Kilometer lange, ringförmige Tunnel für die folgende Experimentserie absolut rein ist, müssen die nicht kollidierten Protonen – und das ist die überragende Mehrheit – abgefangen werden. Das geschieht mithilfe eines Blocks aus Graphit, in den die Teilchen hineinrasen.

Im Normalbetrieb können die Experimentphasen bis zu sechs Stunden dauern, sofern die Protonenpakete in Form bleiben. Jedes einzelne ist anfangs rund acht Zentimeter lang, 16 Tausendstelmillimeter dünn und enthält bis zu 115 Milliarden Protonen. Durch die Kraft riesiger Magnete werden die Teilchen auf die unterirdische Kreisbahn gezwungen, die sie rund 11 000-mal pro Sekunde durchflitzen. „Mit der Zeit fransen die Protonenpakete allerdings etwas aus“, sagte Warmbein. Dann müssten sie durch neue ersetzt werden.

Unmittelbar nach den ersten Kollisionen begann auch die Auswertung der zahlreichen Messwerte. Schätzungen zufolge wird der LHC jährlich eine Datenmenge von 15 Petabyte produzieren. Ein Petabyte entspricht ungefähr 100 000 DVDs.

Mit ersten Ergebnissen aus den Experimenten ist Warmbein zufolge im Juni oder Juli zu rechnen. „Die ersten großen Entdeckungen erwarten wir erst in ein paar Jahren.“ Ralf Nestler

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