Erster Teilchenstrahl im Large Hadron Collider

Es ist das größte Experiment der Welt - die Jagd auf das Higgs beginnt

Der Kontrollraum des CERN
Der Kontrollraum des CERN

Genf (Schweiz) - Heute nimmt am europäischen Forschungszentrum CERN bei Genf der bislang größte Teilchenbeschleuniger seine Arbeit auf. Erstmals rasten um 10:28 Uhr Protonen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit durch den 27 Kilometer langen Ring, der bis zu 175 Meter tief unter der Grenze zwischen der Schweiz und Frankreich liegt. In den kommenden Jahren wollen die Physiker mit dem LHC, dem Large Hadron Collider, ergründen, was unser Universum im Kleinen und im Großen zusammenhält. Woher haben die Elementarteilchen ihre Masse? Was ist die Dunkle Materie? Warum gibt es im Kosmos so wenig Antimaterie? Diese und andere Fragen wollen die Forscher beantworten.

Der LHC ist eine Maschine der Superlative. 9300 supraleitende Magneten lenken die Teilchen auf ihrer Bahn. Die Supraleiter sind auf eine Temperatur von nur 1,9 Grad über dem absoluten Nullpunkt gekühlt und damit kälter als das Weltall. Alle Supraleiter des LHC zusammen könnten die Entfernung Erde-Sonne zehnmal überbrücken. Das Vakuum im Beschleuniger ist zehnmal besser als das Vakuum auf dem luftleeren Mond. 6000 Wissenschaftler aus 55 Ländern arbeiten an den Experimenten. Allein ATLAS, einer der gewaltigen Detektoren, macht 90 Millionen Messungen - 600 Millionen mal in der Sekunde.

Mit ungeheurer Energie wollen die Physiker im LHC Elementarteilchen aufeinander prallen lassen, um Bedingungen zu rekonstruieren, wie sie in den ersten Sekundenbruchteilen des Urknalls herrschten. Die Energie, die der LHC erreichen soll, übertrifft mit 14 Tera-Elektronenvolt - 14 Billionen Elektronenvolt - den bisherigen Rekordhalter, das Tevatron am Fermilab in den USA, etwa um das Siebenfache. Die Forscher hoffen so neue Teilchen zu erzeugen, insbesondere das lange gesuchte Higgs-Boson. Dieses Teilchen ist im so genannten Standardmodell, einer erfolgreichen Theorie der Elementarteilchen und ihrer Wechselwirkungen, für die Entstehung der Masse verantwortlich.

Mit sofortigen Sensationen ist jedoch nicht zu rechnen - Geduld und Ausdauer sind gefragt. Rund zwei Monate wird es allein dauern, die Protonenstrahlen so zu fokussieren, dass es überhaupt zu Zusammenstößen zwischen den Teilchen kommt. In einer mehrmonatigen "Aufwärmphase" wollen die Physiker dann zunächst einmal ihre Messgeräte bei Energien bis zu 10 Tera-Elektronenvolt kalibrieren. Voraussichtlich im März 2009 beginnt dann die heiße Phase, in die Kollisionsenergie bis auf 14 TeV gesteigert wird.