Teilchenphysik: Der aufgerüstete LHC nimmt seinen Betrieb wieder auf

Der LHC, der leistungsfähigste Teilchenbeschleuniger der Welt, ist aufgerüstet worden und soll vier Jahre lang ununterbrochen laufen.

Artikel veröffentlicht am 5. Juli 2022, 14:43 Uhr, Werner Pluta

Dipolmagnet des LHC: mehr und bessere Daten (Bild: Cern)

Start frei für die Teilchenkollisionen: Am Large Hadron Collider (LHC) hat am heutigen Dienstag (5. Juli 2022) wieder der Wissenschaftsbetrieb begonnen. Der Teilchenbeschleuniger am europäischen Kernforschungszentrum Cern in Genf war drei Jahre lang außer Betrieb.

In der Zeit wurden der Beschleuniger und seine Injektoren sowie die Experimente gewartet und aufgerüstet. Künftig kann der LHC mit einer Energie von 13,6 Billionen Elektronenvolt (TeV) arbeiten. Bisher lag der Rekord bei 6,5 TeV.

Zudem seien Protonenstrahlen angepasst worden, um die Kollisionsrate zu erhöhen, sagte Mike Lamont, Leiter des Bereichs Beschleuniger und Technologie. Im Run 1 habe die Anzahl der Kollisionen bei 12 inversen Femtobarn gelegen, im jetzigen Run 3 sollen es 280 inverse Femtobarn sein. Ein inverses Femtobarn entspricht etwa 100 Billionen Proton-Proton-Kollisionen.

Die Detektoren wurden aufgerüstet

Entsprechend wurden die vier großen LHC-Experimente aufgerüstet. Sie wurden mit neuen Detektorsystemen und einer neuen Computerinfrastruktur ausgestattet. Das soll es ermöglichen, wesentlich größere Datenmengen zu sammeln, mit Daten von höherer Qualität als bei früheren Läufen.

"Die Atlas- und CMS-Detektoren werden im Run 3 voraussichtlich mehr Kollisionen aufzeichnen als in den beiden vorangegangenen Läufen zusammen", teilte das Cern mit. Das LHCb-Experiment solle seine Datenaufnahmerate um den Faktor 10, Alice den Faktor 50 steigern.

Ziel von Run 3 ist unter anderem, das 2012 entdeckte Higgs-Boson präziser und in neuen Kanälen zu untersuchen. Zudem wollen die Forscher weitere Erkenntnisse zur Asymmetrie zwischen Materie und Antimaterie im Universum und über dunkle Materie gewinnen. Im Schwerionenkollisionsprogramm soll das Quark-Gluon-Plasma (QGP) untersucht werden - ein Materiezustand, der in den ersten 10 Mikrosekunden nach dem Urknall existierte.

Die ersten zwei Protonenstrahlen nach dem Ende der Arbeiten waren am 22. April 2022 in dem 27 Kilometer langen Ring zirkuliert. Wenige Tage darauf wurde mit 6,8 TeV ein neuer Energierekord aufgestellt. Der Teilchenbeschleuniger LHC soll fast vier Jahre lang rund um die Uhr in Betrieb sein.