Mit Protonen in den Frühling

Die Wiederinbetriebnahme im Zeitraffer. Video: CERN

Die Teilchen sind zurück im Large Hadron Collider (LHC) am CERN. Seit dem Osterwochenende kreisen wieder Protonen in beiden Richtungen durch den 27 Kilometer langen Teilchenbeschleuniger. Der “YETS” – die technische Betriebspause zum Jahresende, auf englisch “Year-End Technical Stop” – nähert sich damit dem Ende. Im Moment zirkulieren allerdings erst Teilchen-Testpakete; Teilchen-Kollisionen und damit neue Physik-Daten wird es frühestens in einem Monat geben.

Die Betriebspause haben die Beschleunigerexperten vor allem dazu genutzt, den nächsten langen Betriebsstopp vorzubereiten. Nach und nach wurden in den letzten Wochen alle Vorbeschleuniger des LHC wieder in Betrieb genommen; als letzter „Gang“ kam jetzt der größte Beschleuniger, der LHC, dazu. Aber auch der läuft noch nicht auf vollen Touren. Die Teilchenstrahlen enthalten vergleichsweise wenige Protonen und haben auch viel geringere Energien als beim Betrieb mit echten Teilchenkollisionen. Diese Teststrahlen sorgen dafür, dass alle Beschleunigersysteme funktionieren, alle Magneten richtig eingestellt sind und alle Strahlparameter präzise stimmen. Erst dann können die Operateure wieder in Kollisionsmodus gehen.

Die anstehenden Kollisionen werden von allen Physikerinnen und Physikern mit Spannung erwartet, denn sie sollen erklären, woher ein in der letzten Laufzeit aufgetauchter „Hubbel“ kommt, den keine Theorie vorhergesagt hatte. Noch ist unklar, ob es sich bei diesem Hubbel um ein neues Teilchen handelt – was eine weitere Entdeckung und wissenschaftliche Sensation wäre – oder einfach um eine statistische Fluktuation, die mit mehr Statistik wieder verschwindet. Der Schlüssel hierfür sind Daten, Daten, Daten. Je mehr Daten es gibt, desto besser können die Wissenschaftler Ungewöhnliches von Gewöhnlichem unterscheiden. Wenn die Teilchen wieder kollidieren, soll es bis zu einer Milliarde Kollisionen pro Sekunde geben. Hierfür gibt es auch eine Einheit, den „inversen Femtobarn“, die zusammengerechnete Zahl der möglichen Zusammenstöße. Die inversen Femtobarn fb^-1 sollen von 4 fb^-1 im Jahr 2015 auf 25 fb^-1 diesem Jahr steigen. Unter anderem wird dies dadurch erreicht, dass die Zahl der Teilchenpakete erhöht wird. Mit ersten Ergebnissen kann man im Sommer rechnen.