Historischer Tag am CERN: Die beteiligten Berner Physiker fiebern mit

Im Teilchenbeschleuniger LHC am CERN erreichen die Protonen beinahe Lichtgeschwindigkeit. (Bilder: ATLAS Experiment, CERN)

Das bisher grösste Physik-Experiment der Welt startet: Am kommenden Dienstag, 30. März 2010, werden im Teilchenbeschleuniger am CERN in Genf Protonen unter Bedingungen kollidieren, wie sie beim Urknall geherrscht haben sollen. Ein historischer Tag, wie die beteiligten Berner Physiker attestieren.

Tag X im CERN: Am kommenden Dienstag startet im Europäischen Laboratorium für Teilchenphysik in Genf das lang erwartete Urknall-Experiment. Die Physikerinnen und Physiker lassen im Teilchenbeschleuniger LHC («Large Hadron Collider») Protonenstrahlen mit je 3,5 Tera-Elektronenvolt kreisen und kollidieren. Bei dieser höchsten jemals in einem Labor erzeugten Energie simulieren die Forschenden Bedingungen, wie sie vor rund 14 Milliarden Jahren beim Urknall geherrscht haben sollen. «Alle sind gespannt – auf diesen Tag haben wir hingefiebert», sagt Hans Peter Beck vom Laboratorium für Hochenergiephysik an der Universität Bern. Vom Experiment erhoffe man sich ein besseres Verständnis vom Aufbau des Universums. Die Berner Hochenergiephysiker sind an der Selektion der Protonenkollisionen und deren Datenverarbeitung in Echtzeit am ATLAS-Experiment beteiligt. Der ATLAS-Detektor ist einer der vier Teilchendetektoren, die am LHC angeschlossen sind.

Das CERN-Experiment ist wie folgt aufgebaut: Die Protonen fliegen mit beinahe Lichtgeschwindigkeit durch den 27 Kilometer langen, unterirdischen und kreisförmigen LHC-Tunnel. Müsste man die Kleinstteilchen mit gewöhnlichen 1,5-Volt-Batterien auf das Energieniveau von 3,5 Tera-Elektronen-Volt (3,5 x 10¹²Volt) bringen, müsste man 2,3 Billionen Batterien aneinanderreihen, was einer Gesamtlänge von rund Dreiviertel der Distanz Erde-Sonne entspräche, rechnet Hans Peter Beck vor. Im Zentrum der Teilchendetektoren kollidieren die Protonen frontal, was eine Kollisionsenergie von 7 Tera-Elektronenvolt ergibt.

Wieder veranschaulicht Hans Peter Beck die Dimensionen: «Das entspricht etwa der kinetischen Energie, mit der zwei Stechmücken ineinanderfliegen – allerdings ist diese Energie auf ein Proton konzentriert, während eine Stechmücke aus rund 10²⁰ Protonen besteht.» Die Physikerinnen und Physiker gehen davon aus, dass bei dieser Energiekonzentration bisher unbekannte Teilchen entstehen können. «Wir betreten Neuland in der Teilchenphysik», so Beck.