Abo
  • Services:

LHC: Erkennen, was die Welt zusammenhält

Experimente

Higgs-Zerfall
Higgs-Zerfall
An vier Stellen am Ring befinden sich Versuchsaufbauten, die sogenannten Experimente. Deren Aufgabe ist es, die Kollisionen zu registrieren und Daten zu sammeln. Sie sind darauf optimiert, Elektronen, Myonen und hochenergetische Photonen, sogenannte "Jets", von Quarks und Gluonen sowie fehlende transversale Energie, die eine indirekte Messung der direkt nicht nachweisbaren Neutrinos erlaubt, zu registrieren. Hochauflösende Vertexdetektoren erkennen längerlebige Teilchen. Sie sollen schwere Quarks, vor allem sogenannte Bottom-Quarks, identifizieren. Diese sind ein Indiz für viele Reaktionen der supersymmetrischen Theorie und für Higgs-Zerfälle.

Stellenmarkt
  1. Robert Bosch GmbH, Dresden
  2. Bundeskartellamt, Bonn

Dabei müssen die Detektoren rund 100 Milliarden Teilchen mit Datenraten in der Größenordnung von TByte pro Sekunde verarbeiten. Diese Datenraten stellen neben der Materialschädigung durch Strahlung enorme Anforderungen an die Detektoren. Die Strahlungsdosis, welche die Detektoren in der Nähe der Wechselwirkungszone in zehn Jahren verkraften müssen, beträgt 1 Billiarde Teilchen pro Quadratzentimeter oder 600 Kilogray. Dies ist zwei Milliarden Mal mehr als die bei einer Röntgenaufnahme der Lunge absorbierte Strahlendosis.

Atlas
Atlas
Die beiden Vielzweckdetektoren Atlas und CMS haben im Prinzip die gleiche Aufgabe: Sie zeichnen auf, was passiert, wenn Protonen miteinander kollidieren. So kann ein Experiment unter Umständen eine Entdeckung des andere Experiments bestätigen. Oberste Priorität hat dabei das Higgs-Boson.

Der 46 Meter lange und 25 Meter hohe Atlas ist der größte je gebaute Detektor der Teilchenphysik. Er bestimmt die Impulse geladener Teilchen mit einem inneren supraleitenden Solenoidmagneten mit einer Feldstärke von 2 Tesla und einem großen Toroidmagneten ohne Eisenkern. So soll er Myonen sehr genau messen können. Mehrere verschiedene Detektoren verfolgen die Spuren der Teilchen. Zudem verfügt Atlas über mehrere Kalorimeter, die die Gesamtenergie von Teilchen messen, sowie Driftkammern, in denen Myonen nachgewiesen werden können. Myonen sind Teilchen, die Elektronen ähneln, aber schwerer sind.

CMS
CMS
Der CMS (Compact Muon Solenoid) ist mit 12.500 Tonnen das schwerste der Experimente. Es will dem Higgs-Teilchen mit einem Kalorimeter aus Blei-Wolframat-Kristallen auf die Spur kommen. Diese Kristalle können sehr gut hochenergetische Photonen, wie sie bei Higgs-Zerfällen auftreten, nachweisen. Ein Halbleiterspurdetektor in einem Solenoidmagneten registriert ebenfalls Teilchenspuren. Wie Atlas verfügt auch CMS über mehrere Detektoren für Myonen.

An Hand der vom vierten Experiment, dem LHCb, gesammelten Daten wollen Wissenschaftler herausfinden, warum die Natur Materie der Antimaterie vorzieht. Wenn die Teilchen im LHC mit beinahe Lichtgeschwindigkeit kollidieren, simulieren sie die Situation, die nach dem Hundertstel einer Milliardstel Sekunde nach dem Urknall herrschte. In dem Moment entstand aus Energie Materie in Form von Paaren aus Quarks und Antiquarks. Heute existiert ein solches Gleichgewicht zwischen Materie und Antimaterie nicht mehr. Der LHCb soll dazu beitragen, herauszufinden, woher diese Asymmetrie kommt.

Alice
Alice
Alice schließlich soll die Reaktionen untersuchen, die bei der Kollision von Bleiionen entstehen. Dabei entstehen so hohe Energiedichten, dass ein neuer Materiezustand auftritt, das Quark-Gluon-Plasma.

Hadronen, wie die Kernbausteine Neutronen und Protonen, sind nicht die kleinsten Teilchen, sondern bestehen ihrerseits wieder aus Quarks, die von Gluonen zusammengehalten werden. Die Bindung zwischen den Quarks ist sehr stark. Allerdings sollen sie unter bestimmten Bedingungen freigesetzt werden: bei einer Temperatur, die 100.000-mal höher ist als die im Innern der Sonne, oder einer Dichte, wie sie im Zentrum von Neutronensternen auftritt. Die Quarks verbinden sich dann nicht mehr zu Hadronen, sondern bilden zusammen mit den Gluonen das Quark-Gluon-Plasma. Mit Alice wollen die Wissenschaftler diesen Zustand, in dem die Materie sich einige Milliardstel Sekunden nach dem Urknall befand, erforschen.

 LHC: Erkennen, was die Welt zusammenhältLHC: Erkennen, was die Welt zusammenhält 
  1.  
  2. 1
  3. 2
  4. 3
  5. 4
  6.  


Anzeige
Blu-ray-Angebote
  1. 4,25€
  2. (nur für Prime-Mitglieder)

GodsBoss 17. Apr 2013

Wie war das mit den Gerüchten? Beim Fall in ein schwarzes Loch gibt es keinen Aufprall...

Maik1 30. Sep 2008

Du irrst dich. Solche Kollisionen wie im LHC kommen eher nicht in der Natur vor, dort...

Maik1 30. Sep 2008

" res", noch alles klar? Du solltest mit deinen Worten vorsichtig sein! Wenn ich deinen...

PP - Der Göttliche 15. Sep 2008

Ich frage mich, ob schwarze Löcher eines Tages Notebooks zu einer längeren Akkulaufzeit...

Ottmar Spitzfeld 12. Sep 2008

lol


Folgen Sie uns
       


Leistungsschutzrecht und Uploadfilter - Golem.de Live

Nach der EU-Kommission und den Mitgliedstaaten sprach sich am Mittwoch in Brüssel auch der Rechtsausschuss des Europaparlaments für ein Recht aus, das die digitale Nutzung von Pressepublikation durch Informationsdienste zustimmungspflichtig macht. Ein Uploadfilter, der das Hochladen urheberrechtlich geschützter Inhalte verhindern soll, wurde ebenfalls auf den Weg gebracht. Doch was bedeutet diese Entscheidung am Ende für den Nutzer? Und wer verfolgt eigentlich welche Interessen in der Debatte?

Leistungsschutzrecht und Uploadfilter - Golem.de Live Video aufrufen
Windenergie: Wie umweltfreundlich sind Offshore-Windparks?
Windenergie
Wie umweltfreundlich sind Offshore-Windparks?

Windturbinen auf hoher See liefern verlässlich grünen Strom. Frei von Umwelteinflüssen sind sie aber nicht. Während die eine Tierart profitiert, leidet die andere. Doch Abhilfe ist in Sicht.
Ein Bericht von Daniel Hautmann

  1. Hywind Scotland Windkraft Ahoi

Indiegames-Rundschau: Schiffbruch, Anime und viel Brummbrumm
Indiegames-Rundschau
Schiffbruch, Anime und viel Brummbrumm

Gas geben, den weißen Hai besiegen und endlich die eine verlorene Socke wiederfinden: Die sommerlichen Indiegames bieten für jeden etwas - besonders fürs Spielen zu zweit.
Von Rainer Sigl

  1. Indiegames-Rundschau Schwerelose Action statt höllischer Qualen
  2. Indiegames-Rundschau Kampfkrieger und Abenteuer in 1001 Nacht
  3. Indiegames-Rundschau Mutige Mäuse und tapfere Trabbis

Krankenversicherung: Der Papierkrieg geht weiter
Krankenversicherung
Der Papierkrieg geht weiter

Die Krankenversicherung der Zukunft wird digital und direkt, aber eine tiefgreifende Disruption des Gesundheitswesens à la Amazon wird in Deutschland wohl ausbleiben. Die Beharrungskräfte sind zu groß.
Eine Analyse von Daniel Fallenstein

  1. Imagen Tech KI-System Osteodetect erkennt Knochenbrüche
  2. Medizintechnik Implantat wird per Ultraschall programmiert
  3. Telemedizin Neue Patienten für die Onlinepraxis

    •  /