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Teilchenphysik: Erste Protonenkollisionen im LHC

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Drei Tage nachdem der Large Hadron Collider am 20. November 2009 erneut gestartet wurde, konnten Wissenschaftler die ersten Protonenkollisionen darin nachweisen. Zwar handelt es sich vorerst noch um Tests, in den kommenden Monaten könnten aber bereits erste wissenschaftliche Daten gewonnen werden.

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Zwei Protonenstrahlen im LHC | Am 23. November 2009 kreisten erstmals zwei Protonenstrahlen gleichzeitig im LHC. Die hier gezeigten Graphen zeugen von der deren Existenz.
Die Wissenschaftler am CERN hatten nun erstmals zwei Protonenstrahlen in entgegengesetzter Richtung durch den LHC laufen lassen. Die Strahlenergie betrug jeweils 450 Milliarden Elektronenvolt (GeV) und damit weit weniger als die später geplanten 7000 GeV (7 TeV). An verschiedenen Stellen im Speicherring lassen sich die Protonenbündel dann überkreuzen, so dass die Teilchen darin zusammenstoßen können. Eventuelle Trümmer der Kollision werden dann in umliegenden Detektoren aufgefangen.

In den kommenden Wochen wollen die Wissenschaftler die Intensität sowie die Geschwindigkeit des Protonenstrahls sukzessive erhöhen. Läuft alles nach Plan, wird der LHC bis Weihnachten eine Energie von 1,2 TeV pro Strahl erreichen. Damit würden die Kollisionsenergien des bislang stärksten Teilchenbeschleunigers Tevatron in Batavia, Illinois, überboten und neue Einblicke in die Physik möglich. Im Frühjahr 2010 wollen die Physiker am LHC die Strahlenergie auf 3,5 TeV erhöhen; in der zweiten Hälfte des Jahres dann auf 5 TeV.

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Tonnenschwere Magnete vom Platz gerückt | Die großen mechanischen Kräfte haben die zuvor exakt aufeinander ausgerichteten Magnete – der Dipolmagnet (rechts) wiegt 35 Tonnen! – deutlich gegeneinander verrückt und die Verbindungsstücke beschädigt. Im Bild links ist noch die Schutzhülle zu sehen, die im Bild rechts entfernt ist.
Am 10. September 2008 nahm der LHC seinen Betrieb auf. Nur neun Tage später führte eine fehlerhafte elektrische Leitung zwischen zwei Magneten dazu, dass mehrere Tonnen Helium aus dem Kühlsystem des Beschleunigers austraten und schlagartig verdampften. Die dabei auftretenden Kräfte verformten die Magneten auf einer Länge von einigen hundert Metern. Die Reparaturen und der Einbau zusätzlicher Sicherheitsvorkehrungen verzögerte den erneuten Start um mehr als ein Jahr. (mp)

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