Der größte Teilchenbeschleuniger der Welt bekommt ein Upgrade
Freunde der Naturwissenschaften, ich habe fantastische Neuigkeiten! CERN hat mit dem Abbau von Teilen des Large Hadron Colliders begonnen – dieses riesige, unterirdische Ringbauwerk, in dem Forscher Teilchen aufeinanderprallen lassen, um die Grundfragen des Universums zu entschlüsseln.
Aber keine Sorge: Hier brennt nichts an. Alles läuft nach Plan. Und trotzdem ist die Stimmung in der Physik-Community ziemlich emotional.
Warum Magnete so unwahrscheinlich wichtig sind
Bevor wir weitermachen: Magnete sind das Herzstück des LHC. Tausende supraleitende Magnete sorgen dafür, dass die Teilchenstrahlen in der richtigen Bahn bleiben – Dipole, Quadrupole, Sextupole und noch mehr Varianten. Jeder Typ hat seine eigene Aufgabe beim Lenken und Kontrollieren der Lichtgeschwindigkeit-fasten Teilchenpakete.
Die wahren Helden sind aber die sogenannten Inner Triplets. Das sind spezielle Gruppen aus drei Quadrupol-Magneten, die an beiden Seiten der vier Hauptexperimente (wie ATLAS und CMS) sitzen.
Ihre Aufgabe? Die Teilchenstrahlen kurz vor dem Zusammenstoß so stark wie möglich zu fokussieren.
Stellt es euch wie einen Wasserballon vor: Je fester ihr quetscht, desto wahrscheinlicher treffen sich die Teilchen. Und mehr Zusammenstöße bedeuten mehr Daten für die Wissenschaftler. In der Teilchenphysik sind Daten buchstäblich Gold wert.
Ein Generationenwechsel
Jetzt wird's spannend. CERN befindet sich mitten im sogenannten „Long Shutdown 3" (LS3). Ein Großprojekt dabei: Die alten Inner Triplets werden durch eine komplett neue, deutlich stärkere Magnetgeneration ersetzt.
Am 7. September haben die Teams offiziell die erste Magnetverbindung durchtrennt – der Rückbau hat also begonnen. Insgesamt sollen 28 supraleitende Magnete entfernt werden, darunter auch die Inner Triplets, die seit der ersten Inbetriebnahme des LHC zuverlässig arbeiten.
CERN-Direktor Mark Thomson war persönlich vor Ort. Jean-Philippe Tock, Leiter des LS3-Koordinationsteams, erklärte: „Der erste Quadrupol der neuen Triplets sollte Anfang 2029 im Tunnel ankommen. Insgesamt werden 16 Kryostaten und 28 Kryo-Baugruppen installiert."
Das ist ein enormes Unterfangen. Präzisionstechnik in einem Maßstab, den man sich kaum vorstellen kann.
40 % stärker? Da sagen wir nicht Nein!
Was macht Forscher so begeistert an den neuen Magneten? Sie sind etwa 40 % stärker als die aktuellen Modelle.
Die jetzigen Magnete nutzen Niobium-Titan-Supraleiter. Die neuen? Niobium-Zinn. Dieses Materialupgrade ermöglicht Magnetfelder von bis zu 11,3 Tesla.
Zum Vergleich: Das ist unvorstellbar stark. Diese Magnete werden rund um die ATLAS- und CMS-Experimente installiert. Die erhöhte Kollisionsrate wird dort besonders wertvoll für die Forschung sein.
Und was ist mit ALICE und LHCb? Brauchen die auch neue Magnete? Hier wird's interessant: Diese Experimente arbeiten anders und verfolgen andere physikalische Ziele. Sie brauchen keinen zusätzlichen Luminositätsschub – ihre vorhandenen Inner Triplets bleiben, wo sie sind. Aber auch sie profitieren von der insgesamt höheren Kollisionsrate im Collider.
Ende einer Ära
Markus Zerlauth, Projektleiter des HiLumi LHC, brachte es wunderbar auf den Punkt: „Die aktuellen Inner Triplets stammen aus der LHC-Bauphase und wurden zwischen 2005 und 2007 installiert. Nach fast zwanzig Jahren Betrieb machen sie nun Platz für eine neue Generation noch leistungsfähigerer Magnete. Solch einen Übergang von einer Innovationsgeneration zur nächsten zu erleben, ist wirklich bemerkenswert."
Und genau das berührt mich. Diese Magnete haben leise und zuverlässig fast zwei Jahrzehnte lang ihren Dienst geleistet. Sie waren Teil von Entdeckungen, die wir uns noch gar nicht vorstellen können. Und jetzt räumen sie das Feld für etwas, das noch besser ist.
Was bedeutet das für die Wissenschaft?
Am Ende geht es darum, Physikern mehr Möglichkeiten zu geben, bahnbrechende Entdeckungen zu machen. Höhere Luminosität bedeutet mehr Zusammenstöße, mehr Daten und damit eine bessere Chance, seltene Phänomene oder völlig neue Physik zu entdecken.
Das Higgs-Boson wurde 2012 mit der ursprünglichen LHC-Konfiguration gefunden. Wer weiß, was aus dem High-Luminosity LHC hervorgehen wird?
Ich weiß nicht, wie es euch geht, aber ich verfolge diese Entwicklung mit echter Begeisterung. Die Tatsache, dass die Menschheit immer wieder die Grenzen des Machbaren verschiebt – Maschinen baut, die tief in die Struktur des Universums vordringen – das beeindruckt mich immer wieder aufs Neue.
Also: Auf die alten Magnete! Ihr habt großartige Arbeit geleistet. Und auf die neuen: Der Kosmos sollte sich warm anziehen.
Quelle: Science Daily — https://www.sciencedaily.com/releases/2026/09/260925005430.htm