Der weltgrößte Teilchenbeschleuniger LHC bei Genf hat einen neuen Hitzerekord aufgestellt: Mit kollidierenden Bleiatomkernen erzeugten die Physiker am Europäischen Teilchenforschungszentrum Cern subatomare, zehn Milliarden Grad Celsius heiße Mikro-Feuerbälle – fast zwei Millionen Mal heißer als an der Oberfläche der Sonne.

Bleikollisionen
© ALICE Team, CERN
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Rekonstruierte Kollisionsbahnen der Bleiatome, die nun im LHC aufeinander geschossen und vom Inner Tracking System der Anlage erfasst wurden.
Dies seien "die höchsten Temperaturen und größten Dichten, die jemals in einem Experiment erreicht worden sind", sagte David Evans von der Universität Birmingham, der am Alice-Detektor des LHC arbeitet. Von dem "Mini-Urknall" erhoffen sich die Forscher Einblicke in die ersten Mikrosekunden des Universums. "Wir sind begeistert von diesem Erfolg!" jubelte Evans. "Ich freue mich darauf, ein kleines Stückchen von dem zu erforschen, woraus das Universum eine millionstel Sekunde nach dem Urknall bestand." Der Large Hadron Collider (LHC) war zum Wochenende erstmals auf die schweren Bleiatomkerne umgestellt worden, nachdem sieben Monate lang Versuche mit leichten Wasserstoffkernen gelaufen waren.

"Bei diesen Temperaturen schmelzen sogar Protonen und Neutronen, aus denen die Atomkerne bestehen", erläuterte Evans. Es entsteht eine heißes Plasma aus Quarks und Gluonen, den Bausteinen von Protonen und Neutronen, aus dem sich die Forscher Hinweise auf die so genannte Starke Wechselwirkung erhoffen.

Der Einsatz von reinen Bleiionen unterscheidet sich stark von den bisherigen Experimenten mit Protonen. Von der Quelle bis zur Kollision müssen die Parameter der Maschine neu eingestellt werden. Wie zuvor bei den Protonen werden die Bleiatome zuerst in eine Richtung auf ihre Reise durch den Teilchenbeschleuniger geschickt. Haben sich dann später die Bleiatomstrahlen etabliert, werden sie auf die vollen 2,87 Tera-Elektronenvolt (Tev) je Strahl beschleunigt, bevor die Wissenschaftler die aus 82 Protonen bestehenden Bleiionen aufeinander prallen lassen. Die nötige Energie liegt deutlich höher als bei den leichteren Protonen. Bis zum 6. Dezember sollen nun die Experimente mit den Bleiionen weiterlaufen, bevor das CERN in die Winterpause zur technischen Überholung geht. (tt/dl)