Der Plan für einen neuen Teilchenbeschleuniger in Europa nimmt Gestalt an

Das europäische CERN-Labor gab am Montag weitere Details zu seinen Plänen bekannt, einen neuen Beschleuniger für massive Teilchen zu bauen, der den Large Hadron Collider (LHC) in den Schatten stellen würde, und verstärkt damit seine Bemühungen, die Geheimnisse hinter dem Universum aufzudecken.

Im Falle einer Genehmigung würde der künftige Circular Collider (FCC) etwa in der Mitte dieses Jahrhunderts damit beginnen, seine ersten Teilchen zusammenzuschmettern, und etwa im Jahr 2070 mit seinen Kollisionen mit der höchsten Energie beginnen.

Unter der Führung Frankreichs und der Schweiz wird es mehr als dreimal so lang sein wie der Large Hadron Collider (LHC) des CERN, der derzeit größte und leistungsstärkste Teilchenbeschleuniger.

Die Idee hinter beiden besteht darin, Teilchen, die um einen Ring kreisen, nahezu mit Lichtgeschwindigkeit miteinander kollidieren zu lassen, sodass die Kollisionen ihre wahre Natur offenbaren.

Neben anderen Entdeckungen schrieb der Large Hadron Collider (LHC) im Jahr 2012 Geschichte, als er Wissenschaftlern erstmals die Beobachtung des Higgs-Bosons ermöglichte.

Aber der Large Hadron Collider, der 5,6 Milliarden US-Dollar kostete und 2010 seinen Betrieb aufnahm, wird voraussichtlich um 2040 sein Ende erreichen.

Ein schnelleres und stärkeres FCC wird es Wissenschaftlern ermöglichen, weiterhin neue Maßstäbe zu setzen. Sie hoffen, die Existenz weiterer Teilchen – der Grundbausteine ​​der Materie – bestätigen zu können, die bisher nur in der Theorie existierten.

Eine weitere unvollendete Aufgabe der Wissenschaft besteht darin, herauszufinden, welche Materie 95 % des Universums ausmacht. Es wird angenommen, dass etwa 68 % des Universums aus dunkler Energie und 27 % aus dunkler Materie bestehen. Beides bleibt ein völliges Rätsel.

Ein weiterer unbekannter Grund ist, warum es im Universum im Vergleich zu Materie so wenig Antimaterie gibt.

Die Europäische Organisation für Kernforschung (CERN) hofft, dass eine massive Verbesserung der Fähigkeit der Menschheit, Partikel zu zerschlagen, Licht auf diese und weitere Geheimnisse werfen wird.

„Unser Ziel ist es, die Eigenschaften der Materie im kleinsten Maßstab und bei höchster Energie zu untersuchen“, sagte CERN-Generaldirektorin Fabiola Gianotti bei der Vorstellung ihres Zwischenberichts in Genf.

Der Bericht stellte die ersten Ergebnisse der Machbarkeitsstudie der Federal Communications Commission (FCC) vor, die bis 2025 abgeschlossen sein wird.

17 Milliarden US-Dollar, erste Phase

Im Jahr 2028 werden die CERN-Mitgliedstaaten, darunter Großbritannien und Israel, entscheiden, ob sie den Plan weiter umsetzen.

Wenn es grünes Licht gibt, würde der Bau des Colliders im Jahr 2033 beginnen.

Das Projekt ist in Teile gegliedert.

Im Jahr 2048 wird der Electron-Positron Collider damit beginnen, Lichtteilchen zu zerschlagen, mit dem Ziel, das Higgs-Boson und die sogenannte schwache Kraft, eine der vier Grundkräfte, weiter zu erforschen.

Gianotti sagte, dass sich die Kosten für den Tunnel, die Infrastruktur und die erste Stufe des Colliders auf etwa 15 Milliarden Schweizer Franken (17 Milliarden US-Dollar) belaufen werden.

Der Heavy Hadron Collider, der Protonen zusammenschlagen würde, wird erst 2070 seinen Betrieb aufnehmen.

Sein Energieziel wird bei 100 Billionen Elektronenvolt liegen und damit den Rekord des LHC von 13,6 Billionen brechen.

Dieser Nachfolgebeschleuniger sei „die einzige Maschine“, die es der Menschheit ermöglichen würde, „einen großen Sprung in der Erforschung der Materie zu machen“, sagte Giannotti.

Nach acht Jahren der Studie entschied sich die FCC für einen neuen kreisförmigen Tunnel mit einer Länge von 90,7 Kilometern (56,5 Meilen) und einem Durchmesser von 5,5 Metern (Fuß).

Der Tunnel, der eine Verbindung zum Large Hadron Collider herstellen wird, wird unter der Genfer Region und dem gleichnamigen See in der Schweiz verlaufen und südlich in der Nähe der malerischen französischen Stadt Annecy verlaufen.

Auf dem Dach werden acht technische und wissenschaftliche Standorte entstehen.

Das CERN sagte, es konsultiere die Regionen entlang der Strecke und plane, Auswirkungsstudien darüber durchzuführen, wie sich der Tunnel auf die Region auswirken werde.