Schwerpunkt

Offene Fragen – große Erwartungen

Der Large Hadron Collider (LHC) ermöglicht Schlüsselexperimente zum Verständnis von Kräften und Materie.

  • Karl Jakobs und Dieter Zeppenfeld
  • 04 / 2012 Seite: 28

Seit März 2010 kollidieren am Large Hadron Collider am europäischen Forschungszentrum CERN in Genf Protonen miteinander – bei den höchsten bislang in Beschleunigerlabors erzielten Energien. Damit erreicht die Teilchenphysik erstmals die TeV-Energie­skala, auf der richtungsweisende Ent­deckungen zu erwarten sind.

Ein Blick in die Wissenschaftsseiten der Zeitungen erweckt leicht den Eindruck, die Suche nach dem Higgs-Teilchen wäre die zentrale und einzige Aufgabe des Large Hadron Collider – insbesondere nachdem die Panikmache vor winzigen Schwarzen Löchern aus der Presse verschwunden ist. Doch der Eindruck trügt: Sicherlich ist die Untersuchung der Symmetrie­brechung der schwachen Wechselwirkung – und damit verbunden die Suche nach dem Higgs-Teilchen – ein zentraler Punkt, aber die Aufgaben des LHC sind weitaus vielfältiger.

Obwohl der LHC erst auf einen Betrieb von etwa zwei Jahren zurückblicken kann, sind die Fülle und hohe Qualität der durchgeführten Messungen beeindruckend. Sowohl der Beschleuniger als auch die Detektoren haben ihre hervorragende Leis­tungsfähigkeit unter Beweis gestellt. Der Beschleuniger hat 2011 mehr Daten geliefert, als die Forscher sich erträumt hatten. Die Daten wurden hocheffizient aufgezeichnet und zeitnah analysiert. Die beiden großen Kollaborationen, ATLAS und CMS, haben jeweils mehr als 100 Artikel in referierten Zeitschriften publiziert. Auch das sozio­logische Experiment – die erfolgreiche Zusammenarbeit von mehreren Tausend Wissenschaftlern – ist offenbar gelungen.

Der LHC ist das größte Projekt der Elementarteilchenphysik. Der Beschleuniger wurde in rund 12 Jahren vom CERN unter Beteiligung von Industriepartnern gebaut. Supraleitende Magnete erzeugen eine Feldstärke von etwa 8,3 Tesla und halten damit die hochenergetischen Protonen auf der etwa 27 km langen Kreisbahn. Damit ist der LHC auch die größte supraleitende Anlage der Welt. ...

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