Cern: Der LHC ist zurück aus der Winterpause

Mehr über Higgs, etwas über Dunkle Materie: Die jährlichen Wartungsarbeiten am Teilchenbeschleuniger LHC sind beendet. Die wissenschaftliche Arbeit kann wieder beginnen, wenn auch später als im Jahr zuvor.

Artikel veröffentlicht am 24. Mai 2017, 11:32 Uhr, Werner Pluta

Teilchenkollision am Experiment LHCb am 23. Mai 2017: Neuer Linearbeschleuniger eingeweiht. (Bild: LHCb/Cern)

Die Kollisionssaison 2017 ist eröffnet: Am Large Hadron Collider (LHC), dem Teilchenbeschleuniger des europäischen Kernforschungszentrum Cern, ist die Winterpause beendet. Damit können die Forscher am derzeit größten Teilchenbeschleuniger ihre Experimente wieder aufnehmen.

Die ersten Kollisionen haben stattgefunden. Bis die volle Leistungsfähigkeit der Anlage zur Verfügung steht, wird es allerdings noch etwas dauern. Die Zahl der im LHC kreisenden Teilchenpakete wird nach den Wartungsarbeiten schrittweise gesteigert.

2017 ist die Saison kürzer

2016 produzierte der LHC 6,5 Milliarden Kollisionen. Das wollen die Forscher auch 2017 schaffen. Allerdings steht ihnen dazu weniger Zeit zur Verfügung. Der Start in die Saison 2017 ist ein Monat später als im Vorjahr.

Ziel der Forscher ist, mehr Erkenntnisse über bekannte Phänomene zu erhalten, vor allem über das 2012 entdeckte Higgs-Boson. Außerdem wollen sie nach Abweichungen ihrer Messungen zum Standardmodell suchen, um Hinweise auf bisher unbekannte Phänomene zu bekommen. Dazu gehören Hinweise auf Dunkle Materie und Dunkle Energie, die den größten Teil des Universums ausmachen, über die wir aber bisher nur wenig wissen.

Seit 2015 arbeitet der LHC mit voller Kapazität

Der LHC ist im Winter nicht aktiv, um die Energieversorgung der Region um Genf zu gewährleisten. In diesem Jahr wurden die üblichen Wartungsarbeiten durchgeführt. Die letzte größere Erweiterung gab es 2015, als der Beschleuniger auf seine volle Kapazität aufgerüstet wurde. Für die Arbeiten wurde der LHC rund zwei Jahre lang stillgelegt.

Die nächste Erweiterung steht an: Anfang des Monats wurde Lindach 4, ein neuer Linearbeschleuniger, eingeweiht. In dem Linearbeschleuniger werden die Protonenpakete beschleunigt, bevor sie in den LHC kommen. Der Bau des 90 Meter langen Systems hat zehn Jahre gedauert. In der Wartungspause 2019/2020 soll Linac 4 mit dem LHC verbunden werden.

Linac 4 wird Wasserstoffionen beschleunigen

Linac 4 soll negativ geladene Wasserstoffionen - Wasserstoffatome mit zwei Elektronen - beschleunigen. Diese werden dann im nächsten Beschleuniger, dem Proton Synchroton Booster (PSB), weiter beschleunigt. Zudem werden die Wasserstoffionen im PSB zu Protonen, indem die Elektronen entfernt werden. Vom PSB aus wird der Teilchenstrahl dann in den LHC eingeschossen.

Linac 4 wird den Teilchenstrahl auf 160 Megaelektronenvolt bringen - das ist mehr als das Dreifache dessen, was der aktuelle Linearbeschleuniger Linac 2 schafft. Durch die höhere Energie und den Einsatz von Wasserstoffionen soll die Luminosität gesteigert werden, also die Anzahl der Kollisionen in einer bestimmten Zeit. Dadurch wollen die Forscher weitere Erkenntnisse über das Higgs-Boson gewinnen. Außerdem soll es die höhere Luminosität ermöglichen, seltene Prozesse beobachten, die bisher nicht messbar sind.