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Teilchenphysik: CERN bewilligt neuen LHC-Detektor

Suchen die Physiker am weltgrößten Teilchenbeschleuniger in den falschen Ecken nach unbekannten Elementarteilchen? Ein neuer Detektor soll nun eine andere Strategie verfolgen.
Photonenpaar am LHCLaden...

Das CERN hat ein neues Messgerät bewilligt, das nach besonders leichten Elementarteilchen fahnden soll. Das so genannte FASER-Experiment (ForwArd Search ExpeRiment at the LHC) werde 2021 in einem Seitentunnel des 27 Kilometer langen LHC-Beschleunigers mit seinen Messungen beginnen, teilt das Genfer Kernforschungszentrum mit. Dort soll FASER etwa nach »dunklen« Photonen, neutralen Leptonen oder axionähnlichen Partikeln suchen – allesamt exotische Leichtgewichte, von denen unklar ist, ob sie wirklich existieren.

FASERLaden...
Skizze des FASER-Detektors

Bisher hält der LHC nach deutlich gewichtigeren Partikeln Ausschau. Ein Jahrzehnt nach dem Start der weltgrößten Partikelkanone sind aber keine derartigen Teilchen aufgetaucht, abgesehen vom 2012 entdeckten Higgs-Boson. Daher wächst seit einigen Jahren das Interesse an neuen, unkonventionellen Suchstrategien, die sich ohne allzu großen Aufwand umsetzen lassen.

Das FASER-Projekt erfüllt alle diese Kriterien: Es sieht einen gerade mal fünf Meter langen Detektor vor, dessen Kernkomponente ein nur zehn Zentimeter breiter Zylinder wäre. Die Messelektronik soll 480 Meter hinter dem ATLAS-Detektor installiert werden. Dort könnte FASER Teilchen auffangen, die bei den Partikelkollisionen in ATLAS entstehen, aber kaum mit anderen Teilchen interagieren und daher keine Spuren in den bisherigen Detektoren hinterlassen.

Der Neuling wird deutlich kleiner als die vier Hauptdetektoren des LHC ausfallen. ATLAS, CMS, LHCb und ALICE füllen jeweils eine Fabrikhalle. Entsprechend geringer ist der Preis von FASER. Einem Projektplan zufolge soll das Projekt zwischen 800 000 und 1,3 Millionen Euro kosten. Beim Preis dürfte helfen, dass FASER mit Ersatzteilen von ATLAS und LHCb gebaut werden soll.

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