Plan für Europas riesigen neuen Teilchenbeschleuniger nimmt Gestalt an

Europas CERN-Labor enthüllt Pläne für riesigen neuen Teilchenbeschleuniger

Das CERN-Labor in Europa hat am Montag weitere Details über seine Pläne für einen riesigen neuen Teilchenbeschleuniger bekannt gegeben, der den Large Hadron Collider (LHC) übertreffen würde. Wenn genehmigt, würde der Future Circular Collider (FCC) Mitte dieses Jahrhunderts seine ersten Teilchenkollisionen durchführen und um 2070 seine höchstenergetischen Kollisionen starten. Der FCC, der unter Frankreich und der Schweiz verlaufen würde, wäre mehr als dreimal so lang wie der derzeit größte und leistungsstärkste Teilchenbeschleuniger des CERN, der LHC. Die Idee hinter beiden ist es, Teilchen in einem Ring mit nahezu Lichtgeschwindigkeit kollidieren zu lassen, um ihre wahre Natur zu enthüllen. Der LHC machte 2012 Geschichte, als er es Wissenschaftlern ermöglichte, das Higgs-Boson zum ersten Mal zu beobachten. Aber der LHC, der 5,6 Milliarden Dollar gekostet hat und 2010 in Betrieb genommen wurde, wird voraussichtlich bis etwa 2040 seine Laufzeit erreicht haben. Der schnellere und leistungsstärkere FCC würde es Wissenschaftlern ermöglichen, weiterhin an ihre Grenzen zu gehen. Sie hoffen, dass er die Existenz weiterer Teilchen – der Bausteine der Materie – bestätigen könnte, die bisher nur theoretisiert wurden.

Unvollendete Aufgaben für die Wissenschaft

Eine weitere unvollendete Aufgabe für die Wissenschaft besteht darin, herauszufinden, woraus 95 Prozent des Universums bestehen. Etwa 68 Prozent des Universums werden als dunkle Energie angesehen, während 27 Prozent dunkle Materie sind – beides bleibt ein vollständiges Rätsel. Eine weitere Unbekannte ist, warum es im Universum so wenig Antimaterie im Vergleich zu Materie gibt. Das CERN hofft, dass ein massives Upgrade der Fähigkeit der Menschheit, Teilchen zu kollidieren, Licht auf diese Rätsel und mehr werfen könnte. „Unser Ziel ist es, die Eigenschaften von Materie auf kleinster Skala und höchster Energie zu untersuchen“, sagte CERN-Generaldirektorin Fabiola Gianotti bei der Vorstellung eines Zwischenberichts in Genf. Der Bericht legte die ersten Ergebnisse einer FCC-Machbarkeitsstudie vor, die bis 2025 abgeschlossen sein wird.

Milliardenprojekt mit mehreren Phasen

Im Jahr 2028 werden die Mitgliedstaaten des CERN, zu denen auch das Vereinigte Königreich und Israel gehören, darüber entscheiden, ob sie den Plan umsetzen wollen oder nicht. Wenn grünes Licht gegeben wird, würde der Bau des Teilchenbeschleunigers im Jahr 2033 beginnen. Das Projekt ist in mehrere Phasen unterteilt. Im Jahr 2048 würde der „Elektron-Positron“-Beschleuniger leichte Teilchen kollidieren lassen, um das Higgs-Boson und die sogenannte schwache Kraft, eine der vier fundamentalen Kräfte, weiter zu untersuchen. Die Kosten für den Tunnel, die Infrastruktur und die erste Phase des Beschleunigers würden etwa 15 Milliarden Schweizer Franken (17 Milliarden US-Dollar) betragen, so Gianotti. Der Hochleistungs-Hadronenbeschleuniger, der Protonen kollidieren lassen würde, würde erst 2070 in Betrieb gehen. Sein Energieziel wäre 100 Billionen Elektronenvolt – ein Rekord, der den des LHC von 13,6 Billionen übertrifft. Gianotti sagte, dass dieser spätere Beschleuniger die „einzige Maschine“ sei, die es der Menschheit ermöglichen würde, „einen großen Sprung in der Erforschung der Materie“ zu machen. Nach acht Jahren Studium wurde für den FCC eine neue kreisförmige Tunnelkonfiguration gewählt, die 90,7 Kilometer lang und 5,5 Meter im Durchmesser ist. Der Tunnel, der mit dem LHC verbunden wäre, würde unter der Genfer Region und dem gleichnamigen See in der Schweiz verlaufen und sich in der Nähe der malerischen französischen Stadt Annecy nach Süden wenden. Acht technische und wissenschaftliche Standorte würden an der Oberfläche errichtet werden. Das CERN gab bekannt, dass es mit den Regionen entlang der Strecke konsultiert und Auswirkungsstudien darüber durchführen wird, wie der Tunnel die Umgebung beeinflussen würde.

Original Artikel Teaser

Plan for Europe’s huge new particle collider takes shape

Europe’s CERN laboratory revealed more details Monday about its plans for a huge new particle accelerator that would dwarf the Large Hadron Collider (LHC), ramping up efforts to uncover the underlying secrets of the universe. If approved, the Future Circular Collider (FCC) would start smashing its first particles together around the middle of this century — and start its highest-energy collisions around 2070. Running under France and Switzerland, it would be more than triple the length of CERN’s LHC, currently the largest and most powerful particle accelerator. The idea behind both is to send particles spinning around a ring to smash into each at nearly the speed of light, so that the collisions reveal their true nature. Among other discoveries

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