Teilchenbeschleuniger LHC Susy verzweifelt gesucht

Der weltgrößte Beschleuniger LHC wird nach zweijähriger Runderneuerung jetzt wieder hochgefahren. Nach der Entdeckung des „Gottesteilchens“ Higgs-Boson steht für die Weltmaschine nun die Jagd nach „Susy“ auf dem Plan.
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Der LHC gilt als komplizierteste Maschine der Welt. Quelle: AFP
Teilchenbeschleuniger LHC

Der LHC gilt als komplizierteste Maschine der Welt.

(Foto: AFP)

Genf/BerlinBei diesen Superlativen schlagen Forscherherzen schneller: der größte Teilchenbeschleuniger, die komplizierteste Maschine der Welt. Und die „coolste“. Auf 1,9 Kelvin – minus 271,25 Grad Celsius – werden die supraleitenden Magnete des Large Hadron Collider (LHC) heruntergekühlt.

Das ist nötig, damit in der 27 Kilometer langen unterirdischen Vakuumröhre zwischen dem französischen Jura und dem Genfer See Elementarteilchen fast tausendmal stärker als bisher beschleunigt und aufeinander losgejagt werden können. Davon versprechen sich die Wissenschaftler am Europäischen Kernforschungszentrum (Cern) neuartige Teilchenkollisionen, aus deren Zerfallsprodukten sensationelle Erkenntnisse über die Struktur des Universums gewonnen werden könnten.

Neustart für die Weltmaschine
Neustart für den LHC
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Nach rund zweijähriger Pause nimmt der leistungsstärkste Teilchenbeschleuniger der Welt, der LHC am europäischen Kernforschungszentrum Cern bei Genf, im März wieder den Betrieb auf.

Komplexeste Maschine der Welt
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Seit Anfang 2013 wurde der LHC, die komplexeste Maschine der Welt, umgerüstet und modernisiert.

Neuer Energierekord
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Nach dem Anschalten soll er Kollisionen mit der bislang unerreichten Energie von 13 Teraelektronenvolt ermöglichen. Zum Vergleich: Seinen bisherigen Energierekord erreichte der LHC 2012 mit acht Teraelektronenvolt.

Kontrollzentrum des LHC
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Entdeckungen bei solchen Energien könnten die Grenzen der Physik verschieben. So hoffen Forscher auf die Entdeckung einer neuen Art von Teilchen, mit denen sich das Geheimnis des dunklen Universums lüften ließe – also jenen Teil des Kosmos, der nicht direkt zu beobachten ist, sondern sich nur durch seine Wechselwirkung mit dem sichtbaren Universum verrät.

Spurensuche am Cern
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Forscher gehen davon aus, dass die sichtbare Materie nur rund vier Prozent des Universums ausmacht, während 96 Prozent auf sogenannte Dunkle Materie und die ebenso rätselhafte Dunkle Energie entfallen.

Forschungsziel Supersymmetrie
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Eine Erklärung für die unsichtbare Dunkle Materie lautet, dass alle aus dem bewährten Standardmodell der Teilchenphysik bekannten Partikel schwerere Zwillingsteilchen haben – sogenannte supersymmetrische Teilchen, aus denen dann die Dunkle Materie bestehen könnte. Wissenschaftler glauben, dass der generalüberholte LHC genug Energie besitzt, um supersymmetrische Teilchen zu entdecken – wenn diese denn existieren.

Projekt der Superlative
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Der unterirdische Hadronen-Speicherring im französisch-schweizerischen Grenzgebiet, von Wissenschaftsbegeisterten auch „Weltmaschine“ genannt, ist ein Projekt der Superlative: Das Spitzentempo der beschleunigten Protonen beträgt 99,9 Prozent der Lichtgeschwindigkeit.

Mit dem in zweijähriger Arbeit umfassend modernisierten LHC gibt es nicht nur größere Chancen, Schwestern oder Brüder des vor knapp drei Jahren im LHC entdeckten Higgs-Teilchens zu finden. Dank der nie zuvor erreichten Energie von 13 Teraelektronenvolt hoffen die Forscher auch, der rätselhaften Dunklen Materie auf die Spur zu kommen.

„Vielleicht gelingt uns der Aufbruch in das dunkle Universum“, sagt der deutsche Cern-Generaldirektor Rolf-Dieter Heuer. Und seine designierte Nachfolgerin, die maßgeblich an der Entdeckung des Higgs-Teilchens beteiligte italienische Physikerin Fabiola Gianotti, fügt hinzu: „Dieser enorme Energieschub gibt uns viel größere Möglichkeiten, fundamentale Fragen der Menschheit nach dem Wesen des Universums zu beantworten, darunter Fragen nach der Beschaffenheit der Dunklen Materie.“

Das Higgs-Boson, wegen seiner fundamentalen Bedeutung für die Physik mitunter auch als „Gottesteilchen“ bezeichnet, ist ein wichtiger Baustein im Standardmodell der Materie. Es ist jenes Teilchen, das allen anderen Masse verleiht, ohne die sie wie Irrlichter durchs All schwirren würden. Blieben sie masselos, gäbe es keine Materie. Laien erklärt Heuer das gern so: „Sie und ich würden ohne dieses Teilchen nicht hier sitzen, es gäbe uns gar nicht.“

Die Existenz des Higgs-Bosons hatten vor einem halben Jahrhundert der Brite Peter Higgs und der Belgier François Englert vorausgesagt. Nachdem ihre Theorie bewiesen wurde, erhielten sie 2013 den Physik-Nobelpreis. Bei den Experimenten mit dem neuen LHC geht es um wissenschaftliche Triumphe in ähnlicher oder gar noch größerer Dimension.

Wegweiser in unerkundete Welten
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