Der LHC mit neuer Energie

Beschleuniger-Experimente bei doppelt so hohen Kollisionsenergien wie in der ersten Messphase könnten Hinweise auf die Natur der Dunklen Materie geben

5. Juni 2015

Jubel am Forschungszentrum CERN in Genf, bei Forschern auf der ganzen Welt und am Max-Planck-Institut für Physik in München: Die Weltmaschine Large Hadron Collider LHC liefert wieder Daten! Mit der Rekordenergie von 13 Tera-Elektronenvolt (TeV) kollidieren seit heute wieder Protonen in den riesigen Detektoren rund um den LHC. Mit den generalüberholten Beschleunigern und Detektoren erwarten die Physiker weitere Erkenntnisse über das 2012 gefundene Higgs-Teilchen hinaus und hoffen auf ganz neue Entdeckungen.

Im 26,7 Kilometer langen Beschleuniger-Ring des LHC kreisen jetzt wieder Protonen, allerdings mit doppelt so viel Energie wie in der ersten Messphase, in der das Higgs-Boson entdeckt wurde. Von Kollisionsexperimenten mit höherer Energie erwarten Forscher genauere Einsichten in die Natur des Elementarteilchens und völlig neue Entdeckungen etwa in der Frage, woraus Dunkle Materie besteht.

Forscher aus aller Welt haben den LHC am 5. April nach einer fast zweijährigen Pause wieder vorsichtig in Betrieb genommen. 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 derzeit noch vergleichsweise wenige Teilchenpakte mit je etwa 100 Milliarden Protonen im LHC unterwegs sind, soll die Anzahl in den nächsten Monaten auf 2800 Pakete pro Teilchenstrahl ansteigen. Der LHC soll die nächsten drei Jahre durchgehend Daten nehmen.

„Die ersten drei Betriebsjahre des LHC, welche von der Entdeckung des Higgs Bosons gekrönt wurden, waren erst der Beginn unserer Reise!“ sagt CERN Generaldirektor Rolf Heuer. Nicht zuletzt der experimentelle Nachweis des Higgs-Teilchens führte dazu, dass Peter Higgs und Francois Englert 2013 für die theoretische Beschreibung des Higgs-Mechanismus, durch den die Masse der Materie entsteht. „Heute haben wir den Beginn der Datennahme am verbesserten LHC gesehen. Wir hoffen, dass wir mit den neuen Daten Neues über unser Universum lernen können.“

„Aufregende Möglichkeiten, etwas völlig Neues zu entdecken“

„Die neue Energie von 13 TeV ist fast eine Verdopplung des bisher möglichen. Dadurch werden wir in der Lage sein das Higgs Boson viel besser vermessen.“ sagt Siegfried Bethke, Direktor am Max-Planck-Institut für Physik in München. „Noch aufregender sind allerdings die Möglichkeiten jetzt etwas völlig Neues zu entdecken. Der LHC könnte uns zum Beispiel helfen zu klären woraus die Dunkle Materie besteht.“ Dunkle Materie macht den größten Teil der Materie im Universum aus, bislang ist allerdings nicht klar woraus sie besteht, weil sie anders als sichtbare Materie keine Strahlung abgibt, anhand derer sie sich untersuchen ließe.

Die Auswertung der enormen Menge an neuen Daten, die jetzt wieder rund um die Uhr produziert werden, wird voraussichtlich mehrere Jahre in Anspruch nehmen.

Am CERN und seinen Experimenten sind über 10000 Forscher aus über 80 Nationen beteiligt, darunter mehr als 1100 Forscher aus Deutschland: Studenten, Doktoranden, Nachwuchsgruppenleiter, Ingenieure, Professoren von der Max- Planck-Gesellschaft, von Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft und von Forschungsgruppen an Universitäten. Eine Gruppe des Max-Planck-Instituts für Physik ist seit vielen Jahren an Bau, Betrieb und Datenauswertung des ATLAS Experiments beteiligt.

StS/MPIP

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