Nur noch wenige Tage bis zum Winterkonzert und zur großen Einweihungsfeier des A-Gebäudes... die Vorbereitungen laufen auf Hochtouren


Aktuelles

Unsere Abiturientin Maria Hildebrand berichtet von ihrer Exkursion zum CERN

Quadrupolmagnet

Beschleunigungsröhre

So lief meine Exkursion ab:

Zuerst wurde uns ein kurzer Film gezeigt, in dem vor allem die Geschichte vom CERN als politisch unabhängige Forschungsorganisation in Zusammenarbeit von mehreren europäischen Staaten erklärt wurde. Auch die Entwicklungen vom ersten Linearbeschleuniger zur bisher größten Beschleunigungsröhre LHC wurden gezeigt und die Nobelpreisvergabe für die Entdeckung des Higgs-Teilchens.

Anschließend sind wir über die französische Grenze gefahren und hatten dort unsere erste Führung. Ein Mitarbeiter hat uns die Kabel gezeigt, die im LHC verbaut sind und erklärt, dass sie nur bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt supraleitend sind und deswegen der gesamte Beschleuniger mithilfe von flüssigem Helium auf 80K gekühlt werden muss. Damit das die Magneten aushalten, müssen sie vor dem Einbau „trainiert“ werden: Sie werden in mehreren Schritten so weit abgekühlt, bis Spannungen entstehen und sie sich minimal verschieben. Dann werden sie wieder aufgewärmt und der gesamte Prozess solange wiederholt, bis sie auf 80K abgekühlt wurden. Uns wurden auch Ausschnitte von den verschiedenen Arten von Magneten gezeigt, die im Beschleuniger eingebaut wurden. Die einen bündeln den Protonenstrahl, indem abwechselnd senkrecht zueinander stehende Magnetfelder erzeugt und dadurch die Teilchen in die Mitte gezwungen werden. Die anderen Magnete lenken den Strahl um wenige Grad ab, um die Kreisbahn zu erzeugen. An einer Stelle im Ring werden die Teilchen beschleunigt, sodass sie nahezu Lichtgeschwindigkeit erreichen. Außerdem hat der Mitarbeiter uns das Bauteil gezeigt, mit dem der Strom aus der normalen Stromleitung auf über 10000 Ampere verstärkt und gleichzeitig auf 80K abgekühlt wird, was auch sehr beeindruckend ist.

Weil die Besucher nicht zum Beschleuniger unter die Erde fahren können, haben sie einen Ausschnitt nachgebaut, den wir uns danach angeschaut haben. Dort hatten sie auch zwei Abschnitte offengelassen, sodass man ins Innere der Röhre schauen konnte. Der Führer hat uns gezeigt, wo die Magnete liegen, wo die zwei Teilchenstrahle und wo das Helium fließen. Er hat auch erklärt, dass im Inneren der Teilchenröhre ein extremes Vakuum herrscht, das sogar stärker als im äußeren Universum ist. Auch zwischen der inneren Röhre und der Außenseite herrscht ein Vakuum, um eine möglichst gute Isolation der Temperatur zu erhalten.

Anschließend sind wir zurück zu der Station in Genf gefahren und hatten dort noch einen Vortrag über die Geräte, die im LHC eingesetzt werden, um zum Beispiel das Strahlenprofil zu messen, wenn der Beschleuniger eingeschaltet wird. Bis die Teilchen beschleunigt und die Strahlen richtig ausgerichtet sind, braucht es bis zu drei Stunden! Während des Prozesses werden die zwei Protonenstrahlen so ausgerichtet, dass sie sich an den vier Stellen, in denen sie sich kreuzen, nicht berühren. Der Beschleuniger läuft immer nur im Zeitraum von Ostern bis Weihnachten, da werden Daten gesammelt und ausgewertet, wofür sie spezielle Algorithmen und auch Detektoren benutzen. In den restlichen Monaten werden Reparaturen und Neuerungen durchgeführt.

Die beiden Protonenröhren kreuzen sich an vier Stellen, an denen Experimente durchgeführt werden können. Die beiden größeren Standorte ATLAS und CMS liegen genau gegenüberliegend an dem 27km langen Ring und arbeiten absolut unabhängig voneinander mit unterschiedlichen Techniken, erforschen aber das Gleiche, sodass eine mögliche Entdeckung am jeweils anderen Standort überprüft werden kann.

Nach den Führungen hatten wir noch etwas Zeit, in Ausstellungen zu gehen. Dort waren mehrere Stationen, die den Bauprozess des LHC beschrieben und unterschiedliche Geräte und Vergleiche ausgestellt. Unter anderem wurde auch das Standardmodell der Teilchenphysik erklärt und eine Nebelkammer gezeigt. Außerdem wurde die Funktionsweise der Detektoren nochmal erklärt und mit denen bei Röntgenaufnahmen verglichen.

Das war ein kurzer Bericht meiner sehr spannenden Exkursion zum CERN.

Maria Hildebrand