Abo
  • IT-Karriere:

LHC: Erkennen, was die Welt zusammenhält

Teilchenbeschleuniger soll Wissenschaft neue grundlegende Erkenntnisse bescheren

Was hält die Welt im Innersten zusammen? Die Antwort auf diese Frage wollen Wissenschaftler im Large Hadron Collider (LHC) finden. Das ist ein 27 Kilometer langer, ringförmiger Teilchenbeschleuniger in einem Tunnel, der in 50 bis 150 Metern Tiefe unter dem schweizerisch-französischen Grenzgebiet nahe Genf verläuft. Am 10. September 2008 wird der neue Teilchenbeschleuniger in Betrieb genommen. Kritiker fürchten jedoch, dass der LHC den Weltuntergang einläuten wird.

Artikel veröffentlicht am ,

Gemütlich haben es die Protonen und Bleiionen nicht: Erst werden sie in eine eiskalte Röhre eingeschleust und mit wahnsinniger Geschwindigkeit im Kreis herumgejagt, nur um dann mit ihresgleichen in einem Inferno zusammenzustoßen.

Lage des LHC
Lage des LHC
Die Röhre, das ist der 27 Kilometer lange, ringförmige Teilchenbeschleuniger Large Hadron Collider (Großer Hadronen-Speicherring), der sich in einem Tunnel in 50 bis 150 Meter Tiefe unter dem schweizerisch-französischen Grenzgebiet nahe Genf befindet. Hier wollen Teilchenphysiker aus aller Welt die faustische Frage beantworten, was die Welt im Innersten zusammenhält.

Dazu lassen sie zwei Teilchenstrahlen beinahe mit Lichtgeschwindigkeit (99,9999991 Prozent) aufeinanderprallen. Die Strahlen bestehen entweder aus Protonen oder aus Bleiionen, die in einem kleineren, älteren Ring, dem Super-Proton-Synchrotron, erzeugt und dann in den LHC eingespeist werden. Das erste Mal geschieht das am 10. September 2008. Interessierte können das Ereignis ab 9 Uhr mitteleuropäischer Sommerzeit per Webcast verfolgen.

In der Röhre herrschen Bedingungen wie im Weltall: ein Vakuum und eine Temperatur von 4,5 Kelvin. Rund 1.800 supraleitende Magnete, die entlang des Rings angeordnet sind, sorgen dafür, dass die Teilchen in der Spur bleiben. Das ist nötig, weil diese sich bei einer so hohen Geschwindigkeit nur geradeaus bewegen. Der LHC ist jedoch ringförmig. Aufgabe der Magnete ist es, die Teilchen auf eine ringförmige Bahn zu lenken. Die Feldstärke der Magneten beträgt 9 Tesla - zum Vergleich: Ein normaler, nicht supraleitender Magnet erzeugt ein Feld mit höchstens 2 Tesla.

Stellenmarkt
  1. S. Siedle & Söhne Telefon- und Telegrafenwerke OHG, Furtwangen im Schwarzwald
  2. OEDIV KG, Bielefeld

Supraleitende Magnete im Tunnel
Supraleitende Magnete im Tunnel
Die Magnete, die eigens für den LHC entwickelt wurden, bestehen aus 15 Meter langen Röhren, in denen sich zwei Vakuumröhren für die Teilchen und ein Kühlgerät, Kryostat genannt, befinden. Das Kühlmittel der Magneten ist flüssiges Helium, das eine Temperatur von 1,9 Kelvin hat. Das ist niedriger als die Durchschnittstemperatur im Weltall. Durch die enorme Kälte, die erstmals im April 2008 in einem Sektor erreicht wurde, schrumpfte die Röhre in diesem Sektor um 10 Meter.

Ein Strahl besteht aus 3.000 Teilchenpaketen, von denen jedes etwa 100 Milliarden Teilchen enthält. Da die Teilchen sehr klein sind, ist die Wahrscheinlichkeit, dass zwei kollidieren, sehr gering: Treffen zwei Pakete mit 200 Milliarden Teilchen aufeinander, kommt es gerade mal zu etwa 20 Kollisionen. Da in einer Sekunde Teilchenstrahlen 30 Millionen Mal aufeinandertreffen, kommt es trotzdem zu rund 600 Millionen Kollisionen pro Sekunde.

 

Wegen der hohen Geschwindigkeit, mit der die Teilchen aufeinanderstoßen, verwandelt sich die Materie in Energie und diese wieder zu Masse. Die Energie, die bei jeder Kollision von zwei Protonen frei wird, beträgt dabei bis zu 14 Tera-Elektronenvolt (TeV). 1 TeV entspricht etwa der Bewegungsenergie einer Mücke, die jedoch eine Billion Mal so groß ist wie ein Proton. Werden in dem Teilchenbeschleuniger Bleiionen zur Kollision gebracht, kann die pro Kollision frei werdende Energie sogar bis zu 1.150 TeV betragen. Das ist 30-mal mehr als am Schwerionenbeschleuniger Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) am Brookhaven National Laboratory in Upton im US-Bundesstaat New York, der derzeit die höchste Energie für Schwerionenkollisionen liefert.

LHC im Bau
LHC im Bau
Damit ist der LHC der leistungsfähigste Teilchenbeschleuniger der Welt. Experten gehen davon aus, dass der LHC die Teilchenphysik in den nächsten ein bis zwei Jahrzehnten bestimmen wird. Am LHC können Reaktionen bei Energien untersucht werden, die zehnmal größer sind als die Energien, die an bisherigen Teilchenbeschleunigern erreicht wurden.

Der vier Meter im Durchschnitt messende Tunnel wurde bereits in den 80er-Jahren des 20. Jahrhunderts für den Large Electron-Positron Collider (LEP) gebaut, der im Jahr 2000 stillgelegt wurde.

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


Anzeige
Top-Angebote
  1. (u. a. Overwatch GOTY XBO für 15€ und Blu-ray-Angebote)
  2. 99,90€ + Versand (Vergleichspreis 129,85€ + Versand)
  3. (u. a. Hell Let Loose für 15,99€, Hitman 2 für 15,49€ und PSN Card 25 Euro [DE] für 21,99€)
  4. (u. a. SanDisk SSD Plus 1 TB für 88€ + Versand oder kostenlose Marktabholung)

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
       


Geforce RTX 2080 Super - Test

Mit der Geforce RTX 2080 Super legt Nvidia die Geforce RTX 2080 als leicht schnellere Version auf.

Geforce RTX 2080 Super - Test Video aufrufen
Smarte Wecker im Test: Unter den Blinden ist der Einäugige König
Smarte Wecker im Test
Unter den Blinden ist der Einäugige König

Einen guten smarten Wecker zu bauen, ist offenbar gar nicht so einfach. Bei Amazons Echo Show 5 und Lenovos Smart Clock fehlen uns viele Basisfunktionen. Dafür ist einer der beiden ein besonders preisgünstiges und leistungsfähiges smartes Display.
Ein Test von Ingo Pakalski

  1. Nest Hub im Test Google vermasselt es 1A

10th Gen Core: Intel verwirrt mit 1000er- und 10000er-Prozessoren
10th Gen Core
Intel verwirrt mit 1000er- und 10000er-Prozessoren

Ifa 2019 Wer nicht genau hinschaut, erhält statt eines vierkernigen 10-nm-Chips mit schneller Grafikeinheit einen Dualcore mit 14++-Technik und lahmer iGPU: Intels Namensschema für Ice Lake und Comet Lake alias der 10th Gen macht das CPU-Portfolio wenig transparent.
Von Marc Sauter

  1. Neuromorphic Computing Intel simuliert 8 Millionen Neuronen mit 64 Loihi-Chips
  2. EMIB trifft Foveros Intel kombiniert 3D- mit 2.5D-Stacking
  3. Nervana NNP-I Intels 10-nm-Inferencing-Chip nutzt Ice-Lake-Kerne

Schienenverkehr: Die Bahn hat wieder eine Vision
Schienenverkehr
Die Bahn hat wieder eine Vision

Alle halbe Stunde von einer Stadt in die andere, keine langen Umsteigezeiten zur Regionalbahn mehr: Das verspricht der Deutschlandtakt der Deutschen Bahn. Zu schön, um wahr zu werden?
Eine Analyse von Caspar Schwietering

  1. DB Navigator Deutsche Bahn lädt iOS-Nutzer in Betaphase ein
  2. One Fiber EWE will Bahn mit bundesweitem Glasfasernetz ausstatten
  3. VVS S-Bahn-Netz der Region Stuttgart bietet vollständig WLAN

    •  /