LHC 2008 Open Day

Am Sonntag, 6. April 2008 war ich mit Conny am LHC 2008 Open Day, dem Tag der offenen Tür des Kernforschungszentrums CERN bei Genf.

ATLAS-Experiment

Früh haben wir zuerst das ATLAS-Experiment angschaut: anfangs eine Führung durch das ATLAS-Kontrollzentrum, dann eine 3D-Filmpräsentation, im Anschluss daran ging's mit dem Fahrstuhl 100 Meter tief ins Erdinnere. Dort konnten wir den großen unterirdischen Raum begutachten, in dem der neue und größte Teilchendetektor der Welt steht - ATLAS (siehe: ATLAS Webcams).

CERN Meyrin

Im Gebäude 40 des CERN Stammsitzes hörten wir uns einen Vortrag zum CERN an und erkundeten dann noch weiter das CERN-Gelände (unter anderem das CERN-Museum).

27-km-Ring und Beam Dump

Am Nachmittag fuhren wir mit dem Auto die acht Stationen des Beschleunigerrings (mit 27 km Durchmesser) größtenteils ab und waren zuguter Letzt am Punkt 6 bei Versonnex/Collex-Bossy. Dort ging's mit dem Fahrstuhl wieder in die Tiefe (die Fahrt kam uns diesmal besonders lang vor, evtl. ist der Schacht am P6 sogar um einiges tiefer als 100 Meter, was ich weiß ist, dass der Ring in der Regel ca. 100 Meter und zum Teil auch bis zu 175 Meter unter der Erde verläuft, habe aber im Web bis jetzt jedoch nirgends gefunden, wie weit die Fahrstuhlschächte an den einzelnen Punkten jeweils in die Tiefe gehen), und haben diesmal den Beam Dump besichtigt. Das ist der "Not-Halt" des neuen Teilchenbeschleunigers, falls mit dem Teilchenstrahl mal etwas schiefgeht und er nicht mehr kontrolliert in seiner Bahn bleibt. Der Teilchenstrahl wird auf eine eigene Auslaufröhre (quasi ein Abstellgleis) umgelenkt, wird von einem Abschwächungsmagneten gestreut, die Teilchen landen in 8 Meter langen Graphit-Blöcken. Der Beam Dump des LHC kann über diesen Weg eine Energieleistung von 4.000 Megawatt abbauen.

Superlative

Den Tunnel finde ich faszinierend: er ist 27 km lang und wurde ca. 100 Meter unter der Erdoberfläche in Ringform erbaut. Er existiert zwar schon seit Ende der 80er Jahre (im Rahmen des LEP-Projekts), wurde jedoch seit Anfang dieses Jahrzehnts für das neue LHC-Projekt (vgl. Wikipedia: Large Hadron Collider) komplett leer gemacht und anschließend mit High-Tech-Ringbeschleunigertechnologie komplett neu aufgebaut. Dazu wurden die unterirdischen Kammern zum Teil immens vergrößert, um die neuen Teilchendetektoren aufnehmen zu können (ATLAS ist z. B. 45 x 22 x 22 Meter groß). Künftig werden hier unter der Erde alle Elektromagneten über die vollen 27 Kilometer Länge mittels Kryo-Technologie auf -271,3 Grad Celsius kühl gehalten; bei CERN spricht man gerne vom "kältesten Ort der Welt". Nicht mal im Weltall ist es so kalt: die kosmische Hintergrundstrahlung liegt bei -270,43 Grad Celsius. Mit der neuen Technologie können die Teilchen bald mit sehr hoher Energie und beinahe Lichtgeschwindigkeit (die 27 km mehr als 10.000 mal pro Sekunde) entlangjagen, bis sie in einem der Teilchendetektoren (mit Teilchen, die die 27-km-Röhre genau in die andere Richtung kreisen) zu kontrollierten Kollissionen gebracht werden. Die Teilchendetektoren sind so gewaltig groß, dass die gesammelten Datenmengen bei solchen Zusammenstößen immens sind. Diese werden - vereinfacht gesagt - auf einen weltweiten Rechnerfuhrpark verteilt und ausgewertet: Der Worldwide LHC Computing Grid soll mit 200.000 CPUs Rechenpower laufen.

Sämtliche Aktivitäten am CERN konzentrierten sich in den letzten Jahren auf den neuen Teilchenbeschleuniger, der in wenigen Wochen endlich in Betrieb gehen wird (endlich deshalb, weil es mehrmalige kleinere Verzögerungen gab und letztes Jahr technische Probleme das Projekt um knapp ein Jahr verzögert hatten). 7.000 Forscher in 80 Ländern werden an den wissenschaftlichen Experimenten unmittelbar beteiligt sein - am weltgrößten Messgerät der Welt.

Ausblick

Laut aktuellem Zeitplan soll im Juni der komplette 27-km-Ring auf -271,3 Grad Celius heruntergekühlt sein (im Augenblick sind die meisten der acht Sektoren noch in der Kommissionierung, laut CERN-Blog sieht alles ganz gut aus), danach sollen erste durchgängige Teilchenstrahlversuche und erste Kollissionen im Juli und August getestet werden und der Produktivbetrieb im Oktober gestartet werden. Dank Vorarbeit der Wissenschaftler der letzten 100 Jahre, inklusive Einstein, Feynman, Hawkins, Kaluza und Klein, werden wir dieses, nächstes oder in einem der kommenden Jahre mit Hilfe von CERN endlich genau Bescheid wissen, ob es noch etwas kleineres als Quarks gibt, ob das Higgs-Teilchen tatsächlich existiert, aus was die dunkle Materie genau ist, ob die Welt aus 10 oder 11 Dimensionen besteht, usw. Also geht's um genau die Themen, zu denen wir uns schon damals zu Schulzeiten (zum Beispiel in der Pause nach dem Physik-Unterricht) immer einen Kopf gemacht hatten.