Grösste Maschine der Welt wird angefahren

(04. September 2008/fa.) - Die komplizierteste, grösste und teuerste Maschine der Menschheit wird am 10. September, nach zwanzig Jahren der Planung und Vorbereitung, gestartet.

An diesem Tag beginnen die ersten Probeläufe des grössten Teilchenbeschleunigers der Welt, des so genannten „Large Hadron Collider“ des Europäischen Zentrums für Teilchenphysik (CERN) in Genf. Der Hochtechnologie-Rundkurs liegt ungefähr 100 Meter unter der Erde, im Grenzgebiet der Schweiz und Frankreichs.

In einem Teilbereich des 27 Kilometer langen Tunnels voller Stahl, Eisen und Hightech-Instrumenten setzen die Wissenschaftler jetzt den ersten Partikelstrahl auf Sendung. Einen Monat später kann voraussichtlich der gesamte Beschleunigungsring mit seinen beiden Vakuumröhren genutzt werden.

In den beiden Beschleunigungskanälen werden Protonenpakete gegenläufig extrem stark beschleunigt. Diese Geschosse, Hadrone genannt, sind subatomare Teilchen. Sie werden mit voller Wucht aufeinander prallen. Die Spuren dieser Kollisionen werden mittels gigantischer Detektoren, einer von ihnen wiegt 14 500 Tonnen, analysiert. Die Wissenschaftler erhoffen sich davon Erkenntnisse über den vierten, noch fehlenden Baustein des so genannten Standardmodells der Teilchenphysik. Dieses Modell beschreibt erfolgreich die bekannten Elementarteilchen und drei der vier heute bekannten Grundkräfte der Physik.

Die Wissenschaftler hoffen darauf, bei den Experimenten erstmals das so genannte "Higgs-Teilchen" zu finden. Es ist nach dem  schottischen Physiker Peter Higgs benannt und bezeichnet  eine theoretisch nachweisbare physikalische Einheit, der eine fundamentale Bedeutung zugerechnet wird. Dass jede Materie Masse hat lässt auf die Existenz des Higgs-Teilchens schliessen.

Seiner Schlüsselstellung bei der Erklärung grundlegender Zusammenhänge wegen wird es auch immer wieder als "Gottes Teilchen" bezeichnet. Sollte der Nachweis seiner Existenz gelingen wäre das für den Physiker eine enorme Bestätigung. Es wäre für den inzwischen 79-jährigen auch berechtigter Anlass zu der Hoffnung auf den Nobelpreis 

Die Wissenschaftler am CERN gehen davon aus, dass die Erkenntnisse, die durch das gigantische Labor möglich werden, der Physik ganz neue Möglichkeiten erschliessen.

So erhoffen sie sich Aufschluss über die mysteriöse Dunkle Materie, eine Materieform, die im Universum wesentlich verbreiteter sein muss als sichtbare Materie, die sich bislang jedoch nur indirekt über ihre Gravitation nachweisen lässt.
Der Aufwand ist ohne Beispiel. Die Teilchenpakete werden mittels extrem leistungsfähiger Magnete beschleunigt. Mehr als 2 000 der Magnete müssen supraleitend sein und auf eine Betriebstemperatur von minus 271 Grad Celsius heruntergekühlt werden. Das ist eine kältere Temperatur als diejenige die im Weltraum herrscht.

Insgesamt müssen 31000 Tonnen Material tiefstgefroren werden. Dazu werden 700 000 Liter flüssiges Helium und 14 Millionen Liter Flüssigstickstoff benötigt. Im Beschleunigungsring wird ein ultrahohes Vakuum erzeugt. Luft würde die Teilchen abbremsen und Hitze erzeugen. Die jährliche Stromrechnung des CERN wird voraussichtlich 19 Millionen Euro betragen.
Die enormen Energiekonzentrationen, die in dem Teilchenbeschleuniger erzeugt werden, stossen auch auf Kritik. Manche halten die Entstehung eines Schwarzen Loches mit unabsehbaren Folgen für denkbar. Die Betreiber versichern dass keine Gefahr besteht. Es könne sein, dass sich durch die Kollisionen sehr kleine Schwarze Löcher bilden, die dann aber sofort wieder zerfallen würden.