CMS entdeckt Neues am LHC

Bild: CERN

Nach fast einem halben Jahr Betrieb zeigen sich für die Forscher an den LHC-Experimenten die ersten Zeichen für einen möglicherweise neuen Effekt. Jetzt haben die Wissenschaftler des CMS-Experiments ihre neuesten Ergebnisse veröffentlicht: Den Wissenschaftlern ist es an diesem Detektor gelungen eine unerwartete Korrelation zwischen Teilchen zu beobachten, die in den Kollisionen von Protonen bei 7 Teraelektronenvolt produziert wurden.

In einigen der Teilchenkollisionen am LHC entstehen hunderte Teilchen. Die Forscher am CMS-Detektor haben in diesen besonderen Kollisionen untersucht, wie sich zwei Teilchen zueinander verhalten, also ob die Richtung, in die ein Teilchen fliegt, von der Richtung eines anderen Teilchens abhängt. Die Untersuchung dieser so genannten Winkelkorrelationen zeigt, dass zwei beobachtete Teilchen auch dann miteinander gekoppelt sind, wenn sie im Detektor in deutlich unterschiedliche Richtungen fliegen. Dieser Effekt, wurde bisher noch nie in Proton-Kollisionen beobachtet!

Doch was ist die Ursache der Winkelkorrelation? Laut den Wissenschaftlern gibt es verschiedene mögliche Erklärungen. Eine ist, dass bei der Kollision eine heiße, dichte Form von Materie erschaffen wurde. Einen ähnlichen Effekt hatten die Forscher am Beschleuniger RHIC am Brookhaven National Laboratory in Amerika gesehen. Dort werden allerdings keine Protonen, sondern Schwerionen beschleunigt und aufeinander geschossen.

„Nun brauchen wir mehr Daten, um genauer zu analysieren, was bei diesen Kollisionen passiert“, sagt Guido Tonelli, Sprecher der CMS-Kollaboration. Daten können die Physiker zunächst noch bis Ende Oktober nehmen. So lange wird der LHC noch mit Protonen betrieben, bevor der Beschleuniger auf den Betrieb mit Bleiionen, der Mitte November beginnen soll, vorbereitet wird.

Auf die Bleiionen warten die Wissenschaftler sowohl des CMS- als auch des ALICE-Experiments: Letzteres ist auf den Betrieb mit Bleiionen optimiert und will mit diesen Kollisionen einen Zustand von Materie untersuchen, wie er kurz nach dem Urknall existiert hat: ein heißer, dichter Materiezustand, das so genannte Quark-Gluon-Plasma.