Neustart des Large Hadron Collider - wissenschaft.de
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Neustart des Large Hadron Collider

Während der ersten großen Betriebspause („Long Shutdown 1“, kurz LS1) wird die Magnetspule des CMS-Experiments aus ihrer ursprünglichen Position herausgeholt, damit sie technisch aufgerüstet werden kann. Foto: Michael Hoch, CMS Collection, © CERN 2013

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Während der ersten großen Betriebspause („Long Shutdown 1“, kurz LS1) wird die Magnetspule des CMS-Experiments aus ihrer ursprünglichen Position herausgeholt, damit sie technisch aufgerüstet werden kann. Foto: Michael Hoch, CMS Collection, © CERN 2013

Der Large Hadron Collider (LHC) am Forschungszentrum CERN in Genf hat mehr als zwei Jahre lang stillgestanden. Die Detektoren wurden verbessert, die Energie erhöht. Im Laufe dieses Monats wird zunächst der Protonenstrahl in die eine Richtung gestartet, dann auch der in gegenläufiger Richtung. Schließlich finden wieder die ersten Kollisionen statt und der Forschungsbetrieb geht in die zweite Runde. Unsere Bildstrecke zeigt Eindrücke aus der Überarbeitungsphase.

Mehr Energie und damit hoffentlich auch mehr Antworten auf die großen Fragen der Physik – das ist das Ziel, das die Wissenschaftler am CERN mit der zweijährigen Pause erreichen wollten. Statt mit einer Energie von 8 Teraelektronenvolt (TeV) werden die Protonen im LHC jetzt mit 13 TeV aufeinander treffen.

Zusätzlich dazu wurden 18 der 1232 Magneten, die den Teilchenstrahl im Beschleuniger lenken, ersetzt. Die alten waren schlicht und einfach abgenutzt. An mehr als 10.000 Stellen wurden die elektrischen Verbindungen verstärkt, um den Stromfluss zu sichern, auch wenn einzelne Teile ausfallen. Hinzu kommen weitere technische Überholungen. Der Speicherplatz im IT-Zentrum wurde um unvorstellbare 100 Petabyte erweitert.

Higgs-Teilchen, Supersymmetrie, Antimaterie

Das Ziel aller technischen Verbesserungen sind nach wie vor die Antworten auf die offenen Fragen der Physik. Schon 2012 verkündeten die CERN-Forscher, Higgs-Teilchen gefunden zu lassen. Die höheren Energien machen es möglich, in Kollisionen mehr Higgs-Teilchen entstehen zu lassen und sie so näher zu untersuchen. Das wird klären helfen, ob es sich um das-Higgs-Boson des Standardmodells der Elementarteilchen handelt oder um verwandte Partikel erweiterter oder konkurrierender Theorien.

Ebenso erhofft man sich, Hinweise auf Supersymmetrien zu finden. Die Theorie der Supersymmetrie sagt für jedes Teilchen des Standardmodells ein „Partner-Teilchen“ voraus und ergänzt damit das Standardmodell und könnte offene Fragen klären. Falls die Theorie stimmt, sollten bei Kollisionen unter den geplanten hohen Energien solche Teilchen entstehen und nachweisbar sein. Sie sind auch Kandidaten für die ominöse Dunkle Materie im Kosmos.

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Auch Antimaterie-Teilchen werden bei höherer Energie in höherer Zahl produziert werden. Beim Urknall entstand nach bisherigem Wissen ebenso viel Materie wie Antimaterie, trotzdem überwiegt heute die Materie deutlich. Es ist immer noch eine offene Frage, warum das so ist. Die zweite Forschungsrunde am CERN soll Antworten bringen.

© wissenschaft.de – Henrike Wiemker
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