Meyrin – Im Teilchenbeschleuniger Large Hadron Collider (LHC) am Europäischen Kernforschungszentrum Cern bei Genf sollen künftig Strahlen mit noch höheren Energien die Suche nach unbekannten Teilchen unterstützen. Einen ersten Schritt für dieses Upgrade machte das Cern nun mit der Einweihung eines neuen Beschleunigers.

Die Protonen, die durch den LHC rasen, beginnen ihre Reise in einem kleineren Beschleuniger, dem Linearen Beschleuniger Linac 2. Er übernimmt die erste Etappe in einer Art Staffellauf, bei der die Teilchen von Gerät zu Gerät weitergereicht und dabei Schritt für Schritt beschleunigt werden, bis sie schließlich im LHC im Zuge von Experimenten kollidieren.

Bis 2021 soll der Protonenstrahl im LHC noch höhere Energien erreichen und damit neue Erkenntnisse über das Higgs-Teilchen und vielleicht auch neue Entdeckungen ermöglichen. Der neue Lineare Beschleuniger Linac 4 soll Linac 2 künftig ersetzen.

Testphase startet

Der Bau des neuen Beschleunigers dauerte fast zehn Jahre. Er ist etwa 90 Meter lang und liegt zwölf Meter unter der Erde. Nach einer gründlichen Testphase soll Linac 4 an den Beschleunigerkomplex des Cern angeschlossen werden, und zwar während einer längeren technischen Wartungspause von 2019 bis 2020.

Linac 4 wird negativ geladene Wasserstoffionen – also Wasserstoffatome mit zwei Elektronen – im ersten Schritt des Beschleuniger-Staffellaufs beschleunigen. Dabei erreicht das neue Gerät mehr als die dreifache der Energie seines Vorgängers Linac 2. Anschließend reicht es die Teilchen an den nächsten Beschleuniger weiter, den "Proton Synchroton Booster", der sie weiter beschleunigt und die Elektronen entfernt, um daraus Protonen zu machen.

Hoffnung auf neue Funde

Die Energiesteigerung und die Verwendung von negativ geladenen Wasserstoffionen als Ausgangsprodukt verdoppeln die Strahlintensität, die den LHC erreicht und steigern damit dessen Luminosität, die Anzahl der pro Zeiteinheit kollidierenden Teilchen. Bis 2025 soll sie sogar um den Faktor Fünf gesteigert werden.

"Wir freuen uns, diese beachtliche Errungenschaft zu feiern", sagte Cern-Direktorin Fabiola Gianotti. Linac 4 sei das erste Schlüsselelement im ehrgeizigen Upgrade-Programm, das die Rate an Teilchenkollisionen – Luminosität genannt – im LHC deutlich erhöhen soll.

"Das ist nicht nur ein Erfolg für das Cern, sondern auch für die Partner aus verschiedenen Ländern, die geholfen haben, dieses neue Gerät zu entwerfen und zu bauen", sagte Frederick Bordry, Cern-Direktor für Beschleuniger und Technologie. "Heute feiern und danken wir auch der internationalen Zusammenarbeit, die dieses Projekt vorangetrieben hat." (APA, red, 9.5.2017)