Neuer Atomsammler wäre der mit Abstand größte der Welt'

Sieben Jahre nachdem Experimente am Large Hadron Collider (LHC) – dem größten Atomsammler der Welt – die Existenz eines mysteriösen subatomaren Teilchens, des Higgs-Bosons, bestätigt haben, haben Physiker Pläne für den Bau eines noch größeren Colliders entworfen.

Der Future Circular Collider (FCC) wäre viermal größer und bis zu zehnmal leistungsfähiger als der LHC, teilte die Europäische Organisation für Kernforschung (besser bekannt unter ihrem französischen Akronym CERN) am Dienstag in einem Bericht mit. Das CERN, ein internationales Konsortium aus 23 Mitgliedsstaaten, betreibt den Large Hadron Collider und würde auch den FCC betreiben.

„Der FCC-Konzeptionsbericht ist eine bemerkenswerte Leistung“, sagte CERN-Generaldirektorin Fabiola Gianotti in einer Erklärung. „

Der neue Collider, der in der Nähe des LHC an der schweizerisch-französischen Grenze gebaut werden soll, würde nach Angaben des CERN das Verständnis der Wissenschaftler für die Materie und das Universum erheblich erweitern. Wenn das Projekt wie geplant verläuft, könnten die Wissenschaftler den neuen Collider bis Mitte des Jahrhunderts für die Suche nach neuen subatomaren Teilchen nutzen.

Der Plan für den neuen Teilchenbeschleuniger, der von mehr als 1.000 Wissenschaftlern aus 150 Institutionen auf der ganzen Welt entwickelt wurde, sieht eine multinationale Zusammenarbeit vor, um eine 24-Milliarden-Dollar-Anlage zu bauen, die aus mehreren Labors und einem kreisförmigen Tunnel mit einem Umfang von 100 Kilometern (62 Meilen) besteht.

Der Plan wird nun von einem internationalen Gremium von Wissenschaftlern geprüft, bevor der CERN-Verwaltungsrat entscheidet, ob er vorangebracht werden soll.

Kleine Teilchen, große Maschinen

Wenngleich die Teilchen, aus denen das Universum besteht, klein sind, müssen die Maschinen, die zu ihrer Untersuchung benötigt werden, groß sein. Nur riesige Collider können die enorme Energie erzeugen, die nötig ist, um die Materie auf kleinstem Raum zu untersuchen. Sie beschleunigen Protonen, Elektronen und andere Teilchen auf Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit und lassen sie aufeinander prallen, in der Hoffnung, in den Trümmern unbekannte Teilchen zu entdecken.

Nach der Entdeckung des Higgs-Bosons im Jahr 2012 hatten Physiker, die am LHC arbeiten, gehofft, dass nachfolgende Experimente dort Hinweise auf eine „neue Physik“ liefern könnten – das heißt, bisher unbekannte Teilchen zu entdecken, die nicht Teil des sogenannten Standardmodells der Physik sind, das unser derzeitiges Verständnis der Materie darstellt, aus der alles im Universum besteht.

Das ist nicht geschehen. Aber die Wissenschaftler hoffen, dass ein größerer Beschleuniger wie der Future Circular Collider dort erfolgreich sein könnte, wo der LHC nicht war.

„Seit einem Jahrhundert haben Teilchenbeschleuniger mit immer höherer Energie die Grenzen unseres Verständnisses des Universums und der grundlegenden Bausteine von allem, was darin vorkommt, verschoben“, sagte Glenn Starkman, ein Physiker an der Case Western Reserve University in Cleveland, in einer E-Mail an NBC News MACH. „Wir befinden uns an einem Punkt, an dem unsere Vision von dem, was jenseits der derzeitigen Grenzen liegt, ungewohnt verschwommen ist; um diesen Nebel zu durchbrechen, bedarf es einer kühnen Vision und Entschlossenheit.“

Lohnen sich die Kosten?

Andere Wissenschaftler zweifeln an der Notwendigkeit eines riesigen neuen Colliders.

„Nach allem, was wir derzeit wissen, wäre es keine gute Investition“, sagte Sabine Hossenfelder, eine theoretische Physikerin am Frankfurt Institute for Advanced Studies in Deutschland, in einer E-Mail. „Es könnte natürlich sein, dass wir etwas Neues finden, wenn wir Glück haben“, sagte sie. Aber angesichts der Ungewissheit könnten die Wissenschaftler mehr für ihr Geld bekommen, wenn sie stattdessen in größere Teleskope, Kernfusionstechnologie oder die Erforschung künstlicher Intelligenz investieren würden.

David King, ein Physiker und ehemaliger wissenschaftlicher Chefberater des Vereinigten Königreichs, äußerte ähnliche Zweifel. „Wir müssen irgendwo eine Grenze ziehen. Sonst haben wir am Ende einen Collider, der so groß ist, dass er um den Äquator herumgeht“, sagte er der BBC. „

Die Befürworter von Großprojekten wie dem geplanten Collider weisen jedoch darauf hin, dass die Grundlagenforschung oft nicht nur wissenschaftliche Entdeckungen, sondern auch praktische Vorteile mit sich bringt.

Der Bau und der Betrieb des LHC werden mit wichtigen Fortschritten in der Funktechnologie, der Robotik, der Informatik, der Kryotechnik und vielen anderen Bereichen in Verbindung gebracht. Und das World Wide Web – das Computernetzwerk, das es Ihnen ermöglicht, diesen Artikel zu lesen – wurde von einem englischen Wissenschaftler namens Tim Berners-Lee erfunden, als er in den späten 1980er Jahren am CERN arbeitete.

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