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Teilchenphysik: Strahlzeit am Genfer Hadronencollider

Erste Ergebnisse am Large Hadron Collider (LHC) nach dem Neustart zeigen, dass der gigantische Beschleuniger nun einwandfrei funktioniert - beste Voraussetzungen für die erhofften großen Entdeckungen in der Teilchenphysik.
ATLAS-ExperimentLaden...
Als im Dezember letzten Jahres die Sprecher der LHC-Experimente die ersten Ergebnisse vom Großen Hadronencollider am Teilchenphysik-Forschungszentrum CERN bei Genf vorstellten, begann Fabiola Gianotti ihren Vortrag erleichtert mit den Worten: "Nach 20 Jahren Simulation werde ich jetzt nur Daten zeigen." Das tat sie dann mit Begeisterung. Ihr Bericht betraf Atlas, das größte der sechs LHC-Experimente, an dem allein 2900 Wissenschaftler – davon 1000 Studenten – von 172 Institutionen aus 37 Ländern mitwirken. Gianottis Kollegen von den anderen Versuchsanordnungen zeigten sich ähnlich euphorisch. Es herrscht Aufbruchstimmung am CERN, und bis jetzt funktioniert alles blendend.

Bekanntlich war das nicht immer so. Kurz nach dem Start des größten physikalischen Projekts der Menschheitsgeschichte im September 2008 ereignete sich durch eine fehlerhafte elektrische Verbindung zwischen zwei supraleitenden Magneten ein Unfall, bei dem etwa sechs der 96 Tonnen superflüssigen Heliums, die zur Kühlung der Magnete auf 1,9 Kelvin dienen, explosionsartig entwichen. Der Schaden war groß. 39 der 1232 Dipolmagnete sowie 14 Quadrupole mussten erneuert oder repariert werden. Es dauerte mehr als ein Jahr, bis die Anlage mit zusätzlichen Sicherheitseinrichtungen am 20. November 2009 wieder in Betrieb gehen konnte.

Diesmal lief alles glatt. Nach nur drei Tagen gab es erste Proton-Proton-Kollisionen bei der durch den Vorbeschleuniger bestimmten Energie von 0,9 Billionen Elektronvolt (Teraelektronvolt, TeV). Mussten die Wissenschaftler zum Test der Detektoren bis dahin mit hochenergetischen Teilchen aus der kosmischen Strahlung vorliebnehmen, konnten sie jetzt endlich "echte" Kollisionen messen, nach der Analyse der Daten im weltweiten Computer-Grid die abgelaufenen physikalischen Ereignisse rekonstruieren und sie mit den Ergebnissen von älteren Messungen und Simulationsrechnungen vergleichen. Zehn Tage nach Strahlzeitbeginn gelang es auch, den Effekt der Gezeitenkräfte auf den Strahl zu ermitteln - ein zusätzlicher Beleg für die Präzision der Beschleunigersysteme, die extrem gut und zuverlässig arbeiten. Eine Welle von Enthusiasmus und Teamgeist erfasste die Wissenschaftler am LHC und in den internationalen Kollaborationen...
Juni 2010

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Juni 2010

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