Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/news/cern-die-kollisionslosen-zeiten-sind-bald-vorbei-1503-112840.html    Veröffentlicht: 09.03.2015 12:32    Kurz-URL: https://glm.io/112840

Cern

Die kollisionslosen Zeiten sind bald vorbei

Ende März geht der Teilchenbeschleuniger LHC am Cern wieder in Betrieb. Die ersten Injektionstests mit Teilchenstrahlen haben die Wissenschaftler bereits durchgeführt - und ein spektakuläres Video von einem eher unbekannten Experiment veröffentlicht: Alice.

Ist von den Experimenten am Large Hadron Collider (LHC) die Rede, geht es meist um die beiden Experimente, mit denen 2012 mutmaßlich das Higgs-Boson gefunden wurde: Compact Muon Solenoid (CMS) und A Toroidal LHC Apparatus (Atlas). A Large Ion Collider Experiment, kurz Alice, ist weniger bekannt. Ein spektakuläres Video soll das ändern - kurz bevor der LHC am europäischen Kernforschungszentrum Cern wieder in Betrieb geht.

Das Video wurde von der Alice-Kollaboration produziert und zeigt den riesigen Detektor, der sich 60 Meter unter der Erde befindet, aus einer ungewöhnlichen Perspektive: Es wurde von einer Drohne aufgenommen, die in den Schacht zu Alice hinabflog und über dem Detektor kreiste.

Alice sieht den Urknall

Alice sei ein "unterirdisches Teleskop, das auf den Moment des Urknalls gerichtet ist", beschreibt die Kollaboration ihren Detektor. Es untersucht die Kollision von Bleiionen. Dabei entstehen so hohe Energiedichten, dass ein neuer Materiezustand auftritt, das Quark-Gluon-Plasma (QGP). Bei einem solchen Experiment wurde 2011 ein Rekord aufgestellt: In dem Detektor herrschte eine Temperatur rund von 5,5 Billionen Grad. Es war mutmaßlich die höchste von Menschen erzeugte Temperatur.

Quarks und Gluonen sind die Bausteine, aus denen Hadronen zusammengesetzt sind. Die Quarks werden von Gluonen in einer sehr starken Bindung zusammengehalten. Sekundenbruchteile nach dem Urknall waren diese Teilchen nicht gebunden, sondern bildeten zusammen mit den Gluonen den Materiezustand des Quark-Gluon-Plasmas.

Teilchen wurden beschleunigt

Alice sei bereit für den Neustart des LHC, erklären die Forscher. Ende März 2015 soll der LHC wieder in Betrieb genommen werden. Auch in anderen Bereichen laufen die letzten Vorbereitungen: Am vergangenen Wochenende wurden die ersten Injektionstests durchgeführt. Bevor die Ionen und Protonen in der 27 Kilometer langen Röhre unter dem schweizerisch-französischen Grenzgebiet beinahe auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden, werden sie von anderen Beschleunigern schon auf Trab gebracht, zuerst im Proton Synchrotron und dann im Super Proton Synchrotron (SPS). Aus dem knapp 7 Kilometer langen Ring des SPS werden sie dann in den LHC eingespeist.

Der Injektionstest umfasste zwei Teilchenstrahlen: Einer wurde im Uhrzeigersinn in den LHC geschossen, der andere in die Gegenrichtung. Beide Teilchenstrahlen machten jedoch keine ganze Runde, sondern wurden an sogenannten Beam Dumps abgefangen.

LHC wurde überarbeitet

Anfang 2013 war der LHC stillgelegt worden, um wichtige Wartungsarbeiten durchzuführen und ihn auf seine volle Kapazität aufzurüsten: Bislang konnten die Cern-Forscher Teilchen mit einer Energie von 8 Teraelektronenvolt (TeV) kollidieren lassen. Ausgelegt ist der Beschleuniger für Kollisionen mit 14 TeV.

Die ersten Teilchenkollisionen mit der vollen Energie sind für Mai oder Juni geplant. Sie sollen den Forschern weitere Daten über das 2012 entdeckte Teilchen liefern. Weitere Forschungsgegenstände sind die Supersymmetrie sowie die dunkle Materie.  (wp)


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