"Die bei weitem größte und energiereichste Maschine, die wir haben auf der Welt. 27 Kilometer. Supraleitende Magnete. Riesige Mengen von Helium. Und hoffentlich bald viel schöne neue Physik."
Cern-Physiker Helmut Burkhardt freut sich darauf, dass er bald wirklich loslegt – der LHC, der größte und stärkste Teilchenbeschleuniger aller Zeiten. Doch in die Vorfreude mischt sich Vorsicht. Denn Burkhardt und seine Leute sind gebrannte Kinder. Als sie letztes Jahr im September den 27-Kilometer-Ring in Genf einschalteten, lief er nur ein paar Tage im Testbetrieb. Dann ging die Riesenmaschine plötzlich kaputt.
"Eine Schwachstelle waren die Kontakte zwischen den Magneten. Da hat man die Supraleitung verloren und leider so eine Erhitzung bekommen, dass das flüssige Helium verdampft ist – was eine Druckwelle erzeugt hat und links und rechts Magnete verschoben hat."
55 dieser Magnete mussten die Forscher austauschen beziehungsweise reparieren. Es sind tonnenschwere, heliumgekühlte Röhren mit der Aufgabe, die schnellen Wasserstoffkerne, die der LHC beschleunigt, auf ihrer Kreisbahn zu halten. An bestimmten Stellen werden die Wasserstoffkerne dann mit voller Wucht aufeinander prallen. Dabei sollen sich neue Teilchen bilden – exotische, bislang unbekannte Materiebausteine.
Nur: Wie will man verhindern, dass der LHC nach dem Wiederanfahren erneut durchbrennt? Um das zu verhindern, haben die Physiker ein neues Überwachungssystem installiert. Es soll den Ring umgehend abschalten, sobald sich eine Kabelschmelze auch nur andeutet. Sollte dennoch etwas durchbrennen, werden die Folgen durch zusätzliche Sicherheitssysteme gemildert.
"Dann sorgen wir jetzt dafür, dass das viel lokaler ist, meinetwegen nur ein Magnet ausgetauscht werden muss. Die Magnete werden besser fixiert. Wenn Helium austritt, haben wir jetzt viel größere Ventile, die sich automatisch öffnen und das Helium schneller austreten lassen, damit es keine Druckwelle mehr gibt."
Aber: Die Reparaturen dauerten länger als erwartet. Mehr als einmal hat das Cern den Termin für den Neustart des LHC verschoben. Jetzt gibt es ein neues Datum.
"Mitte November, wenn wir keine weiteren Vorfälle haben."
Allerdings soll der Beschleuniger nicht gleich mit voller Kraft loslegen. Um sicher zu gehen, wollen ihn die Physiker erst mal sachte anfahren – mit der Hälfte der Soll-Energie und nur einem Zehntel der vorgesehenen Strahlstärke. Eine Einschränkung für die fast 10.000 Forscher, die sehnlich auf erste Messdaten warten – so die Schwedin Kerstin Jon-And von der Universität Stockholm.
"Natürlich wird die Datennahme mit reduzierter Energie und Strahlstärke ein bisschen länger dauern. Deshalb denke ich, dass wir im ersten Jahr nur Phänomene finden werden, die bereits bekannt sind. Etwas wirklich Neues können wir in dieser Phase nur mit Glück entdecken."
Wenn es ganz dumm läuft, könnte in der Zwischenzeit ein Beschleuniger in den USA – das Tevatron bei Chicago – dem LHC sogar eine mögliche Entdeckung vor der Nase wegschnappen: die Entdeckung des sogenannten Higgs-Teilchens. Eng werden könnte es auch für manchen Nachwuchsforscher, der mit den LHC-Daten seine Promotion bestreiten will. Der Grund: Die Stellen für eine Doktorarbeit sind auf drei Jahre begrenzt, sagt Dörte Ludwig, Doktorandin am Forschungszentrum Desy in Hamburg.
"Danach wird einem der Geldhahn abgedreht. Das heißt, man kann nicht einfach sagen: Ich mache noch ein Jahr weiter, weil mich das interessiert. Nach drei Jahren muss man wirklich zusammenschreiben. Und je später diese Datenanalyse losgeht, desto weniger Daten können wir nachher verarbeiten."
So muss ein Kollege von Ludwig mit Computersimulationen vorlieb nehmen statt mit richtigen, realen Messdaten. Und das sei schon ärgerlich, meint sie – wenn auch kein Beinbruch.
"Er kriegt seinen Doktor. Aber ich denke, dass seine Doktorarbeit weniger aussagekräftig ist, als wenn er wirklich echte Daten hätte."
Cern-Physiker Helmut Burkhardt freut sich darauf, dass er bald wirklich loslegt – der LHC, der größte und stärkste Teilchenbeschleuniger aller Zeiten. Doch in die Vorfreude mischt sich Vorsicht. Denn Burkhardt und seine Leute sind gebrannte Kinder. Als sie letztes Jahr im September den 27-Kilometer-Ring in Genf einschalteten, lief er nur ein paar Tage im Testbetrieb. Dann ging die Riesenmaschine plötzlich kaputt.
"Eine Schwachstelle waren die Kontakte zwischen den Magneten. Da hat man die Supraleitung verloren und leider so eine Erhitzung bekommen, dass das flüssige Helium verdampft ist – was eine Druckwelle erzeugt hat und links und rechts Magnete verschoben hat."
55 dieser Magnete mussten die Forscher austauschen beziehungsweise reparieren. Es sind tonnenschwere, heliumgekühlte Röhren mit der Aufgabe, die schnellen Wasserstoffkerne, die der LHC beschleunigt, auf ihrer Kreisbahn zu halten. An bestimmten Stellen werden die Wasserstoffkerne dann mit voller Wucht aufeinander prallen. Dabei sollen sich neue Teilchen bilden – exotische, bislang unbekannte Materiebausteine.
Nur: Wie will man verhindern, dass der LHC nach dem Wiederanfahren erneut durchbrennt? Um das zu verhindern, haben die Physiker ein neues Überwachungssystem installiert. Es soll den Ring umgehend abschalten, sobald sich eine Kabelschmelze auch nur andeutet. Sollte dennoch etwas durchbrennen, werden die Folgen durch zusätzliche Sicherheitssysteme gemildert.
"Dann sorgen wir jetzt dafür, dass das viel lokaler ist, meinetwegen nur ein Magnet ausgetauscht werden muss. Die Magnete werden besser fixiert. Wenn Helium austritt, haben wir jetzt viel größere Ventile, die sich automatisch öffnen und das Helium schneller austreten lassen, damit es keine Druckwelle mehr gibt."
Aber: Die Reparaturen dauerten länger als erwartet. Mehr als einmal hat das Cern den Termin für den Neustart des LHC verschoben. Jetzt gibt es ein neues Datum.
"Mitte November, wenn wir keine weiteren Vorfälle haben."
Allerdings soll der Beschleuniger nicht gleich mit voller Kraft loslegen. Um sicher zu gehen, wollen ihn die Physiker erst mal sachte anfahren – mit der Hälfte der Soll-Energie und nur einem Zehntel der vorgesehenen Strahlstärke. Eine Einschränkung für die fast 10.000 Forscher, die sehnlich auf erste Messdaten warten – so die Schwedin Kerstin Jon-And von der Universität Stockholm.
"Natürlich wird die Datennahme mit reduzierter Energie und Strahlstärke ein bisschen länger dauern. Deshalb denke ich, dass wir im ersten Jahr nur Phänomene finden werden, die bereits bekannt sind. Etwas wirklich Neues können wir in dieser Phase nur mit Glück entdecken."
Wenn es ganz dumm läuft, könnte in der Zwischenzeit ein Beschleuniger in den USA – das Tevatron bei Chicago – dem LHC sogar eine mögliche Entdeckung vor der Nase wegschnappen: die Entdeckung des sogenannten Higgs-Teilchens. Eng werden könnte es auch für manchen Nachwuchsforscher, der mit den LHC-Daten seine Promotion bestreiten will. Der Grund: Die Stellen für eine Doktorarbeit sind auf drei Jahre begrenzt, sagt Dörte Ludwig, Doktorandin am Forschungszentrum Desy in Hamburg.
"Danach wird einem der Geldhahn abgedreht. Das heißt, man kann nicht einfach sagen: Ich mache noch ein Jahr weiter, weil mich das interessiert. Nach drei Jahren muss man wirklich zusammenschreiben. Und je später diese Datenanalyse losgeht, desto weniger Daten können wir nachher verarbeiten."
So muss ein Kollege von Ludwig mit Computersimulationen vorlieb nehmen statt mit richtigen, realen Messdaten. Und das sei schon ärgerlich, meint sie – wenn auch kein Beinbruch.
"Er kriegt seinen Doktor. Aber ich denke, dass seine Doktorarbeit weniger aussagekräftig ist, als wenn er wirklich echte Daten hätte."