In diesem Jahr jährt sich der Large Hadron Collider zum 10. Mal. Der LHC wird ständig repariert, er wird erst nach 22 Jahren ausgemustert.
Zehn Jahre sind seit dem Start des Large Hadron Collider (LHC) vergangen, einer der komplexesten Maschinen, die jemals von der Menschheit entwickelt wurden. Der LHC ist der weltweit größte Teilchenbeschleuniger. Er liegt 100 Meter unter der schweizerisch-französischen Grenze und befindet sich in einem Umkreis von 27 Kilometern.
Zum 10-jährigen Jubiläum des Large Hadron Collider erinnert sich KP an die wichtigsten Daten seiner Arbeit und überlegt, was als nächstes damit geschehen wird.
Erfolgreicher Start und erste Probleme
Am 10. September 2008 segelte der erste Protonenstrahl dank der Bemühungen der Europäischen Organisation für Kernforschung (CERN) erfolgreich um einen 27 Kilometer langen Ring supraleitender Magnete. Der LHC ist offiziell in Betrieb.
In dieser Zeit war dies ein Meilenstein für Tausende von Wissenschaftlern, Ingenieuren und Technikern. Sie verbrachten Jahrzehnte damit, eine kolossale unterirdische Maschine zu planen und zu bauen, mit deren Hilfe Fragen zum Universum und seinen Ursprüngen beantwortet und die Bedingungen nach dem Urknall vor 13,7 Milliarden Jahren wiederhergestellt werden konnten.
Die mehr als 10 Milliarden US-Dollar teure Maschine begann jedoch fast sofort zu versagen. Am 22. September 2008 ereignete sich ein Vorfall, bei dem 50 der mehr als 6.000 Magnete des LHC beschädigt wurden - entscheidend, um die Protonen auf ihrer Kreisbahn in Bewegung zu halten. Die Reparatur dauerte über ein Jahr und im März 2010 begann der Collider wieder richtig zu arbeiten. Die Kosten für die Fehlerbehebung betrugen über 40 Millionen US-Dollar.
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In einem riesigen unterirdischen Kollider kollidieren hochenergetische Protonen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit in zwei gegenläufigen Strahlen bewegen, miteinander.
Protonen kollidieren weiter
In einem riesigen unterirdischen Kollider kollidieren hochenergetische Protonen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit in zwei gegenläufigen Strahlen bewegen, miteinander. Das Wrack wird dann auf riesigen Detektoren verfolgt und Wissenschaftler untersuchen die Ergebnisse.
Laut CERN sind die Partikel so klein, dass ihre Kollision wie ein paralleler Schuss von zwei 10 Kilometer voneinander entfernten Nadeln ist, die sich auf halber Strecke treffen.
Durchbruchjahre
Nach dem Start des Colliders im Jahr 2010 begann eine Zeit der Entdeckung und des Erfolgs. Der LHC lief reibungslos, die Leistung nahm langsam zu, ebenso wie die Geschwindigkeit der Partikelkollisionen, sodass Wissenschaftler nach exotischen Partikeln mit wertvollen Daten suchen konnten.
2012 war ein Durchbruch für das CERN. Am 4. Juli gaben Wissenschaftler bekannt, dass sie eine Vielzahl von Beweisen für die Entdeckung eines neuen Teilchens aufgezeichnet haben - des schwer fassbaren Higgs-Bosons, dem Dreh- und Angelpunkt des Standardmodells der Teilchenphysik im Rahmen der Urknallstudie, von dem angenommen wird, dass es anderen Objekten und Kreaturen im Universum Masse verleiht.
Die Entdeckung des Higgs-Bosons war der Höhepunkt jahrzehntelanger intellektueller Bemühungen vieler Menschen auf der ganzen Welt. Zwei Wissenschaftler - Peter Higgs aus Großbritannien und François Engler aus Belgien - erhielten den Nobelpreis für Physik. Dies ist jedoch noch nicht das Ende der Geschichte, und die Forscher müssen das Higgs-Boson im Detail untersuchen, um seine Eigenschaften zu messen.
Eine Zukunft mit einem neuen Collider?
Um neue physikalische Probleme anzugehen und ein klareres Bild der subatomaren Welt und neuer Phänomene wie Dunkle Materie und Dunkle Energie zu erhalten, wurde der LHC ständig verbessert, wodurch die Energie und die Anzahl der Kollisionen ständig erhöht wurden.
Im Jahr 2018, sechs Jahre nachdem er die Existenz des Higgs-Bosons bestätigt hatte, wurde das Auto überholt. Die Strahlen von Protonen, die miteinander kollidierten, wurden fokussiert, um die Anzahl der Teilchenkollisionen zu verzehnfachen und eine bessere Chance zu bieten, etwas Ungewöhnliches zu entdecken. CERN sagte, dass der LHC nach dem Upgrade 15 Millionen Higgs-Bosonen pro Jahr produzieren wird und nicht die drei Millionen, die 2017 registriert wurden.
Der LHC soll bis 2040 in Betrieb sein. Aber das CERN denkt bereits an seinen Nachfolger. Wissenschaftler entwickeln Entwürfe für eine leistungsstärkere Maschine, die als Circular Collider (FCC) bekannt ist, um die derzeit mit dem LHC durchgeführten Forschungsarbeiten zu erweitern.
Der Radius des kreisförmigen Kolliders kann 80 bis 100 Kilometer betragen, was die Intensität der Partikelbewegung bei Temperaturen von bis zu 100 Teraelektronvolt (TeV) stark erhöht. Der LHC arbeitet derzeit bei einer Temperatur von 14 TeV. Aber es ist immer noch unersetzlich für die Zukunft der Physik.
GRIGORY PUSHKAREV
