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Preparatory Phase of the Large Hadron Collider Upgrade

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Verbesserte Möglichkeiten zur Beobachtung von kurzlebigen neuen Teilchen

Der Large Hadron Collider (LHC), auch als Großer Hadronen-Speicherring bekannt, ist der weltweit größte und leistungsfähigste Teilchenbeschleuniger. EU-finanzierte Wissenschaftler legten die Grundlagen für Systemaufrüstungen, die eine explosionsartige Zunahme neuer, zu analysierender Daten ermöglichen werden.

Industrielle Technologien

Der LHC, der gleich an mehreren Stellen die französisch-schweizerische Grenze überquert, besitzt supraleitende Magnete, die die Energie der Protonen erhöhen und sie in dem Ring mit ca. 27 km Umfang auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigen, bevor sie auf Kollisionskurs geschickt werden. Vier Teilchendetektoren, wovon ATLAS und CMS die größten sind, kreuzen den kreisförmigen Tunnel an vier verschiedenen Stellen. Sie erfassen den Schauer von Teilchen, die nach den Kollisionen entstehen, in der Hoffnung, Objekte und Wechselwirkungen zu entdecken, die nie zuvor zwischen den Trümmern beobachtet worden sind. Da diese "neuen" Teilchen selten und kurzlebig sind, werden sehr leistungsfähige Detektoren benötigt, um ihre flüchtige Existenz zu erfassen. Solche Beobachtungen könnten Licht auf die Ursprünge und die Entwicklung des Universums, die Natur von dunkler Materie und dunkler Energie und die Mysterien der Kräfte, die die Bewegung von Massen bestimmen, werfen. Das EU-finanzierte Projekt "Preparatory phase of the Large Hadron Collider upgrade" (SLHC-PP) legte die Grundlagen für das Management und die Zusammenarbeit, die erforderlich sind, um durch Erhöhen der Photonendichte die Luminosität des Photonenstrahls des LHCs auf das Zehnfache zu steigern. Durch Erhöhen der Anzahl der Teilchenkollisionen, die pro Sekunde auftreten können, wird diese Entwicklung ermöglichen, dass der LHC während des zweiten Jahrzehnts seines Betriebs zehnmal mehr Daten erzeugt, als dies im ersten Jahrzehnt der Fall war. Die am Projekt SLHC-PP arbeitenden Wissenschaftler erforschten und zeigten Wege, um die Strahlenbündel noch genauer zu fokussieren, die Komponenten des Teilcheninjektors hochzurüsten und die Effizienz bei der Versorgung der Detektoren zu verbessern. Sicherheit und Umweltverträglichkeit sind dabei die Grundpfeiler für die Aufrüstungen. Gleichzeitig beteiligte sich das SLHC-PP-Team an der Planung und Aufnahme ähnlicher Projekte zur Aufrüstung der ATLAS- und CMS-Detektoren. Schließlich wurden durch SLHC-PP vorhandene Management-Tools für die Finanzen, die Verfolgung von Fortschritten und die Qualitätssicherung verbessert. SLHC-PP hat den Weg für wichtige Aufrüstungen am weltweit leistungsfähigsten Teilchenbeschleuniger geebnet. Dadurch, dass es nun möglich ist, viel mehr Daten als bislang zu generieren, kommen die Wissenschaftler der Lösung der Rätsel des Universums weit näher.

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