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Gut zu wissen: DER Large Hadron Collider (LHC)

Der LHC liegt in einem Ringtunnel von 27 Kilometer Umfang und 1,4 Prozent Neigung 50 bis 175 Meter tief unter der französisch-schweizerischen Grenze bei Genf. Er ist kein perfekter Kreis, sondern besteht aus acht Kreisbögen und acht kurzen geraden Abschnitten. Geplant ist, darin Protonen mit einer Maximalenergie von jeweils 7 Teravolt (Billionen Elektronenvolt) Energie aufeinander zu schießen (bisher 3,5 TeV), die sich jeweils mit 99,9999991 Prozent der Lichtgeschwindigkeit bewegen. Die Protonen werden aus Wasserstoff gewonnen – täglich benötigt man dafür nur zwei Milliardstel Gramm. Die rund 3000 „Bündel“ aus jeweils über 100 Milliarden Protonen in jedem Strahl fliegen mit einem Abstand von 25 Nanosekunden (25 Milliardstel Sekunden) durch die beiden Ringröhren. Beschleunigt werden sie von rund 9300 Magneten, deren supraleitende, auf 1,9 Grad über dem absoluten Nullpunkt gekühlte Kabel zusammen so lang sind, dass sie 6,8 Mal um den Äquator gewickelt werden könnten. 40 Millionen Mal pro Sekunde kollidieren die beiden gegenläufigen Strahlen an den Kreuzungspunkten in den vier Detektoren ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS), CMS (Compact Muon Solenoid), LHCb (LHC-beauty) und ALICE (A Large Ion Collider Experiment). ALICE dient vor allem dem Stu-dium des Quark-Gluon-Plasma, das durch die Kollision von Blei-Kernen erzeugt wird und einen extrem „flüssigen“ Materiezustand darstellt, der kurz nach dem Urknall vorherrschte (bild der wissenschaft 2/2009, „Als der Weltraum flüssig war“ ).

Zusammen nehmen die vier großen LHC-Detektoren etwa 700 Megabyte pro Sekunde auf. Das entspricht dem Datengehalt von einer CD. Die Analyse erfolgt nicht nur am CERN, sondern in einem weltweiten Computernetzwerk aus einigen Zehntausend Rechnern (Grid Computing). Über 100 Millionen Gigabyte Daten werden darin verarbeitet und gespeichert. Der LHC benötigt rund 120 Megawatt Strom, das CERN insgesamt etwa 230 Megawatt. Das entspricht dem Verbrauch aller Haushalte des Kantons Genf.

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