Jahresrückblick: September 2008 Schwarzes Loch auf der Teilchenrennbahn

Groß wie das Brandenburger Tor und schwerer als der Eiffelturm: Im September 2008 nimmt der gewaltigste Teilchenbeschleuniger aller Zeiten seinen Betrieb auf. Doch ein technischer Defekt stoppt die Expedition ins Reich Dunkler Materie - die Reparaturen am komplexesten Gerät der Welt dauern bis heute an.

Von Johann Grolle

DPA

In Bademantel oder Pyjama sind die meisten Gäste erschienen. Einige haben sich Nachthauben aufgesetzt. Sie alle sind gekommen, um ihren eigenen Niedergang zu feiern. Der nämlich soll in dieser Nacht 7000 Kilometer weiter östlich besiegelt werden.

Einige Dutzend Physiker und Studenten sind am amerikanischen Fermilab nahe Chicago versammelt, um über Satellit mitzuverfolgen, wie im fernen Genf der Large Hadron Collider (LHC), die größte Forschungsmaschine der Welt, den Betrieb aufnimmt.

"Ein bittersüßer Moment", gesteht Fermilab-Chef Pier Oddone. Für sein Fach, die Teilchenphysik, bedeute der LHC eine Revolution, für seine Nation, die USA, hingegen das Ende einer Vormachtstellung. Denn der Start des Genfer Superbeschleunigers beendet zugleich die große Ära des Fermilab.

Frei von aller Wehmut dagegen ist die Stimmung in Genf. "Ein phantastischer Moment", jubelt LHC-Projektleiter Lyn Evans. "Ein kleiner Trip für ein Proton, aber ein gewaltiger Sprung für die Menschheit", witzelt der kanadische Teilchenphysiker Nigel Lockyer. Und Uno-Generalsekretär Ban Ki Moon übermittelt seine "tiefste Bewunderung".

Um Punkt 10.28 Uhr mitteleuropäischer Sommerzeit zeigen die Displays im LHC-Kontrollraum an diesem 10. September, dass erstmals ein Bündel Protonen den gesamten 27 Kilometer langen Beschleunigertunnel durchsaust hat. Von 1232 supraleitenden Niob-Titan-Magneten auf der Bahn gehalten, kreist es nun dort unten, rund hundert Meter unter der Erde im Strahlrohr vor dem Sockel des Juragebirges.

Nach zehn Jahren Bauzeit haben die Physiker endlich ihre drei Milliarden Euro teure unterirdische Teilchen-Rennstrecke vollendet. Und prompt gelingt es ihnen, die Protonen volle 30 Minuten lang auf ihrer Bahn zu halten - Zeit genug für etwa 20 Millionen Runden. Kaum einer hat geglaubt, dass es so reibungslos klappen würde.

Endlich, so dürfen die Forscher nun hoffen, können sie sich auf die Suche machen nach Antworten auf die großen Fragen nach dem Wesen der Materie, nach dem Ursprung des Daseins und den Urkräften der Natur.

Mit nie zuvor erreichter Wucht, rund siebenfach höher als noch im Fermilab, wollen die Forscher hier Protonen aufeinanderschleudern. Groß wie das Brandenburger Tor, schwerer als der Eiffelturm und komplexer als jedes andere Gerät der Welt sind die Detektoren, die in Hangar-großen Felsgrotten lauern, um die Splitter der Teilchen-Crashs aufzufangen.

Viele Billionen Grad heiß wird es, wenn hier Proton auf Proton kracht - so heiß, wie es zuletzt vor 13,7 Milliarden Jahren war: als der Kosmos im Urknall geboren wurde. Die genaue Analyse der Kollisionen soll deshalb nicht nur Aufschluss geben, woraus alle Materie zusammengesetzt ist; sie soll auch einen Blick erlauben in die Schmiede, in der alles Dasein seinen Anfang nahm.

Noch ist ungewiss, ob das Forschungsabenteuer von Erfolg gekrönt sein wird. Zumindest eines aber haben die Forscher bereits geschafft: Auf Dinnerpartys und Vernissagen wird plötzlich über Higgsteilchen, Supersymmetrie und Dunkle Materie geplaudert - vor allem aber raunt man von einem alles verschlingenden Schwarzen Loch, das angeblich in dem Beschleuniger entstehen und den ganzen Planeten verschlucken könne.

Zwar lässt nichts ein solches Szenario wahrscheinlich oder auch nur möglich erscheinen. Doch trotzdem beflügelt es weltweit die Phantasie - und schürt das Interesse am mysteriösen Treiben der Physiker am Cern.

Doch dann vereitelt nicht das vielfach beschworene Schwarze Loch, sondern ein Techniker-Alptraum namens "Quench" den raschen Aufbruch zum Anfang der Zeit. Am Freitag, dem 19. September um 11.18 Uhr, der Jubel über den ersten Strahl liegt gerade eine gute Woche zurück, schlagen die Sensoren Alarm. Beim Test ist die Supraleitung eines Verbindungskabels im Sektor 3-4 zusammengebrochen. Sechs Tonnen des Kühlmittels Helium strömen aus, und das Vakuum im Beschleunigerrohr wird zerstört.

Die Panne offenbart, wie teuer die Physiker ihr kaum mehr handhabbares Hightech-Gerät zu stehen kommen kann. So hatten sie sich entschieden, ihr Monstrum mit 120 Tonnen supraflüssigen Heliums zu kühlen - einer eigenartigen Substanz, mit der die Forscher sonst meist nur in Fingerhutportionen hantieren. Doch was tun, wenn diese Kühlung zusammenbricht?

Bei einem herkömmlichen Beschleuniger wäre ein Defekt binnen wenigen Tagen behoben. Beim LHC aber dauert es allein Wochen, die Magneten wieder so weit zu erwärmen, dass die Techniker unter äußerster Vorsicht die Apparatur öffnen können - stets akribisch darauf bedacht, keine Spur zu verwischen, die entscheidend sein könnte für die Rekonstruktion des Malheurs.

Klar ist: Die Reparatur wird Monate dauern. Erst im nächsten Frühjahr setzen die Forscher ihre Reise ins Unbekannte fort.



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Peter Bogner, 22.12.2008
1.
"KIT im Rathaus" hieß eine Veranstaltung am 8.12. in Karlsruhe. Dort haben Teilchenphysiker vom KIT ihre Arbeitsgebiete vorgestellt. Online Radio Mühlburg war dabei und die Vorträge können hier nachgehört werden: http://orm-ka.de/cms/iwebs/default.aspx?mmid=6417&smid=23456#65867 Peter.
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