LHC-Nachrüstung schafft Möglichkeiten für den High-Tech-Sektor
Kürzlich wurden Entwürfe für die Nachrüstung des Large Hadron Collider (LHC) fertiggestellt, mit denen das Entdeckungspotential des Teilchenbeschleunigers gesteigert werden soll. Dank des EU-finanzierten Entwurfsprojekts HILUMI LHC können nun industrielle Prototypen verschiedener Bauteile des Beschleunigers entwickelt werden, bevor etwa im Jahr 2020 die Bauphase beginnen wird, um letztendlich die Luminosität der Anlage um das Zehnfache zu erhöhen. Der Abschluss der Entwurfsphase liefert Europas High-Tech-Industrien die Möglichkeit, in der zweiten Hälfte dieses Jahrzehnts auf Verträge im Gesamtwert von ca. 300 Mio. EUR zu bieten. Der Erfolg des Projekts festigte zudem die Rolle des Europäischen Forschungsraums als Schmelztiegel der weltweiten Forschungszusammenarbeit und die Führungsposition Europas bei der Erforschung neuer Technologien und dem Gewinn neuer Kenntnisse. Der LHC ist der größte und leistungsstärkste Teilchenbeschleuniger der Welt. Er wurde von der Europäischen Organisation für Kernforschung (CERN) unter der schweizerisch-französischen Grenze gebaut und bildet einen riesigen, etwa 27 km langen Ring aus unterirdischen Tunneln, mit dem komplizierte Teilchenexperimente durchgeführt werden, um das Universum besser zu verstehen. Eine höhere Luminosität wird ermöglichen, mit dem Beschleuniger mehr Teilchenkollisionen herbeizuführen und so die Chancen der Physiker zu erhöhen, ein Teilchen oder einen Vorgang festzustellen, der nie zuvor beobachtet wurde. Nach der Aufrüstung wird der High-Luminosity LHC beispielsweise in der Lage sein, 15 Millionen Bosonen pro Jahr zu erzeugen – zwischen 2011 und 2012 wurden zum Vergleich nur 1,2 Millionen erzeugt. Die Wissenschaftler werden außerdem seltene Vorgänge beobachten können, die unter der aktuellen Empfindlichkeitsgrenze des LHC stattfinden. Da der LHC eine so hochkomplexe und optimierte Anlage darstellt, muss eine Aufrüstung sorgfältig durchdacht und geplant werden. Seit November 2011 kooperieren im Rahmen des HILUMI LHC-Projekts zahlreiche Laboratorien aus den CERN-Mitgliedstaaten sowie aus Russland, Japan und den USA, um das Potential neuer, hochmoderner Technologien zu erforschen. Insgesamt arbeiteten während der vierjährigen Entwurfsphase, die Ende Oktober 2015 abgeschlossen wurde, etwa 200 Wissenschaftler aus 20 Ländern zusammen. Die Nachrüstung wird mehrere bahnbrechende Technologien beinhalten, die derzeit in Entwicklung sind. Insgesamt 1,2 km des LHC werden ersetzt und dabei neue supraleitende Magnete installiert werden, um den Strahl stärker zu fokussieren und so die Wahrscheinlichkeit für Kollisionen zu steigern. Brandneue supraleitende Hohlraumresonatoren – sogenannte Crab Cavitys – werden ebenso zur Ausrichtung des Strahls vor Kollisionen beitragen, um den Bereich, in dem sich die Strahlen überschneiden, zu verlängern. Das Projektteam von HILUMI LHC erforschte zudem die Kryokühlung verschiedener elektrischer Bauteile. Außerdem wurde ein Prüfstand zur Messung supraleitender Kabel für Hochstromleitungen eingerichtet. „Wir müssen in vielen Bereichen Innovationen schaffen, etwa bei hochmodernen Magnettechnologien, den optischen Komponenten des Teilchenbeschleunigers, supraleitenden Hohlraumresonatoren und supraleitenden Verbindungen“, erklärt Lucio Rossi, der Leiter des HILUMI LHC-Projekts. Weitere Informationen sind abrufbar unter: HILUMI LHC-Projektwebsite(öffnet in neuem Fenster)
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