Der LHC ist kalt

Teilchenbeschleuniger auf Betriebstemperatur

Alle Sektoren des Teilchenbeschleunigers Large Hadron Collider haben Betriebstemperatur erreicht. Jetzt werden die Magnete und das neue Sicherheitssystem getestet.

In der vergangenen Woche sei der letzte der Sektoren auf 1,9 Kelvin herunter gekühlt worden, teilte der Betreiber, das europäische Kernforschungszentrum Cern in Genf, mit. Damit hat der Large Hadron Collider (LHC) seine Betriebstemperatur erreicht. Das sei ein wichtiger Schritt.

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Sobald die Sektoren gekühlt sind, werden die supraleitenden Magnete, die die Teilchenstrahlen in eine ringförmige Bahn zwingen, in Betrieb genommen. In drei Sektoren werden sie derzeit mit einer Stromstärke von 2.000 Ampere betrieben, in drei anderen mit weniger. In den kommenden Wochen wollen die Wissenschaftler die Stromstärke schrittweise erhöhen, bis in allen Sektoren 6.000 Ampere erreicht sind, die notwendig sind, um Teilchenstrahlen mit 3,5 Tera-Elektronenvolt (TeV) zu betreiben.

Mit dieser Energie soll der LHC anfangs betrieben werden, wenn er im November neu gestartet wird. Der Beschleuniger ist zwar dafür ausgelegt, dass Teilchenstrahlen mit einer Energie von 7 TeV hindurchgejagt werden können. Beim Neustart soll der LHC aber zunächst nur mit halber Kraft betrieben werden, um die Magnete noch nicht voll zu belasten. Wenn die Magnete halten, soll im Laufe des Jahres 2010 die Energie auf 5 TeV erhöht werden. Der Betrieb mit 7 TeV ist erst nach der Winterpause 2010/11 geplant.

Intensive Tests

Außerdem werden auch die Verbindungen zwischen den Sektoren getestet. Im September 2008 war an einer Schweißverbindung zwischen zwei supraleitenden Magneten ein Lichtbogen entstanden, der einen Heliumtank beschädigte. Durch das Loch waren rund 6 Tonnen Helium, das als Kühlmittel für die Magnete dient, entwichen. Der Schaden hat den Teilchenbeschleuniger ein Jahr lang lahm gelegt.

Lage des LHC und der vier Experimente bei Genf (Bild: CERN)

Um einen solchen Schaden künftig auszuschließen, wurde der LHC mit einem Sicherheitssystem ausgestattet. Das wird die Verbindungen zwischen den Magneten überwachen und sofort die Stromzufuhr stoppen, wenn es irgendwelche Unregelmäßigkeiten feststellt. Auch dieses System wird derzeit intensiven Tests unterzogen.

Der Anfang September 2008 in Betrieb genommene LHC ist der derzeit leistungsfähigste Teilchenbeschleuniger der Welt. In der 27 Kilometer langen, ringförmigen Anlage wollen die Forscher einige grundlegende Fragen der Teilchenphysik klären.