Der LHC geht wieder auf Forschungsreise
Die ersten Kollisionen mit Rekordenergie hat der LHC im Mai produziert, jetzt kollidieren die Teilchen wieder für Physik-Daten. Hier Teilchenspuren im CMS-Detektor. Bild: CERN for the benefit of the CMS collaboration
Jubel am Forschungszentrum CERN und an Unis auf der ganzen Welt: die Weltmaschine Large Hadron Collider LHC liefert wieder Daten! Mit der Rekordenergie von 13 Tera-Elektronenvolt (TeV) kollidieren seit dem 3. Juni wieder Protonen in den riesigen Detektoren rund um den LHC. Mit den generalüberholten Beschleunigern und Detektoren erhoffen sich die Physiker neue Erkenntnisse über das 2012 gefundene Higgs-Teilchen und ganz neue Entdeckungen.
Der LHC war am 5. April nach einer fast zweijährigen Pause wieder vorsichtig in Betrieb gegangen. Jetzt, zwei Monate später, hat das Beschleuniger-Team alle für den Wiederanlauf wichtigen Tests abgeschlossen und kann die bei fast Lichtgeschwindigkeit im Tunnel kreisenden Teilchenpakete wieder miteinander kollidieren lassen. Während heute noch vergleichsweise wenige Teilchenpakte mit je etwa 100 Milliarden Protonen im LHC unterwegs waren, soll die Anzahl in den nächsten Monaten auf 2800 Pakete pro Teilchenstrahl ansteigen. Der LHC soll die nächsten drei Jahre durchgehend Daten nehmen.
„Mit der Energie von 13 TeV macht der LHC einen immensen Satz nach vorne. Gleichzeitig wird in den nächsten Wochen auch die Intensität der Strahlen steigen. Das ist extrem spannend und gibt uns die einmalige Chance etwas wirklich Neues zu finden“, sagt Prof. Dr. Ulrich Uwer von der Universität Heidelberg, der Sprecher der deutschen Forschungsgruppen am LHCb-Experiment, das am LHC nach dem Unterschied zwischen Materie und Antimaterie sucht.
Sein Kollege vom ATLAS-Experiment, das zusammen mit dem CMS-Experiment im Jahr 2012 das Higgs-Teilchen entdeckt hatte, pflichtet ihm bei. „Nach zweijähriger harter Ausbauarbeit geht der LHC mit seinen Experimenten nun wieder auf Forschungsreise und bricht einmal mehr in unbekanntes Terrain auf, um Neues zu entdecken und den Geheimnissen der Teilchenwelt auf den Grund zu gehen“, sagt Prof. Dr. Hans-Christian Schultz-Coulon, Sprecher des Forschungsschwerpunktes ATLAS, der die deutsche ATLAS-Gruppen koordiniert. „Die Chancen, die sich bieten, begeistern uns alle. Heute ist ein aufregender Tag und ein spannender Neubeginn.“
Am CERN und seinen Experimenten sind über 10000 Forscher aus über 80 Nationen beteiligt; viele davon sind Studenten und Doktoranden, die sich jetzt mit Eifer auf die neuen Daten bei Rekordenergien stürzen werden. Deutschland leistet mit rund 1100 Forschern von Universitäten und Forschungszentren im ganzen Land wichtige Beiträge für die Analyse der Daten, aber auch für den Bau und den Betrieb der riesigen Teilchendetektoren.
Prof. Dr. Thomas Müller vom Karlsruher Institut für Technologie, der designierte Sprecher der deutschen Forschungsgruppen am CMS-Experiment, einem der beiden Vielzweckdetektoren am LHC, ergänzt: „An allen vier Detektoren haben die in den deutschen BMBF- Forschungsschwerpunkten zusammen arbeitenden Wissenschaftler erhebliche Beiträge zum Bau und zur Verbesserung für die neue Datennahme geleistet. Das hat die Voraussetzung dafür geschaffen, das Higgs-Teilchen besser kennenzulernen und neue Teilchen zu finden.“
Von der jetzt begonnenen Laufzeit des LHC mit der neuen, welthöchsten Kollisionsenergie versprechen sich die Forscher neue Einblicke in das Standardmodell der Teilchenphysik und bisher unbekannte Phänomene, die Erklärungen für die rätselhafte Dunkle Materie liefern könnten, die einen Großteil des Energieinhalts unseres Universums ausmacht. Allerdings wird die Auswertung der neuen Daten, die jetzt wieder rund um die Uhr produziert werden, mehrere Monate bis Jahre in Anspruch nehmen.