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Ein 100 Kilometer Ringbeschleuniger?

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Der Large Hadron Collider (LHC) ist wirklich, wirklich groß. Sein Vorgänger LEP, dessen Tunnel er erbte, war genauso groß, und den Tunnel zu bauen war der teuerste Teil. Diese Beschleuniger zu planen und zu bauen hat Jahrzehnte gedauert und Milliarden gekostet, und nebenbei so Kleinigkeiten wie das World Wide Web abgeworfen und Cloud Computing mitentwickelt.

Der LHC hätte eigentlich nicht der größte Beschleuniger sein sollen, denn in der Wüste in Texas hätte der Superconducting Supercollider (SSC) mit ganzen 84 km Umfang laufen sollen. Und eine Milliarde war bereits in den Bau gesteckt worden, als der Kongress 1993 das Projekt abbrach.

Angesichts dessen sah es doch immer danach aus, als sei das Zeitalter der großen Ringbeschleuniger vorbei. Und so lange, wie es dauert, solch ein Riesenprojekt zu planen und auszuführen, schien der nächste und vielleicht letzte große Beschleuniger ein Linearbeschleuniger zu sein. Der International Linear Collider (ILC), ist in der Planung schon weit, bereits 2010 schrieb ich darüber, dass das Projekt in die Finanzierungsphase ging. Es gibt auch noch ein weiteres mögliches Design, den Compact Linear Collider (CLIC).

Aber scheinbar ging es nicht so recht voran mit der Finanzierung. Das Department of Energy mag nicht die Hälfte der Rechnung bezahlen, und so wurden Modifikationen des Europäischen Plans vorgenommen, nachdem auch Japan Interesse am ILC bekundet hat. Die neue europäische Ausrichtung möchte jetzt wirklich globale Kooperation.

Ein neuer Ringbeschleuniger?

Jetzt spekuliere ich einfach mal. Mit der Verzögerung in der ILC-Planung verschob sich die Planung hin zu globaler Kooperation. Aber natürlich möchte CERN wenn möglich weiter die Nase vorne halten. Außerdem, sagen wir es mal deutlich, der LHC ist in der schlechtesten Situation, das Higgs ist gefunden aber keine Hinweise auf neue Physik. Daher will man nochmal überlegen, was der beste Weg voran ist.

Und so erklärt sich die Meldung, dass eine Europäische Studie über die nächsten fünf Jahre Konzepte für einen Ringbeschleuniger entwickeln soll, der mit 80-100 km Umfang in der Größenordnung des SSC liegen würde. Anbieten würde sich, eine ähnliche Strategie wie beim LEP/LHC zu verfolgen. Zunächst einen Elektronenbeschleuniger, der später durch einen Protonenbeschleuniger ersetzt wird.

Die wichtigsten Fragen, die gelöst werden müssen, sind welches Design höhere Aussichten hat, neue Physik zu finden. Bei einem Ringdesign würde der Verlust durch Synchrotronstrahlung 1 so groß, dass ein Linearbeschleuniger deutlich größere Energien erreichen könnte. Aber das Doppelkonzept das jetzt entwickelt wird, könnte zwei Beschleuniger für einen Tunnel bauen, statt nur Elektronen zu beschleunigen wie ein Linearbeschleuniger.

Am besten wäre es natürlich, wenn wir beide bauen könnten. Aber da Beschleuniger nur dafür da sind, unser Wissen der Welt zu verbessern, und nicht, Länder zu überfallen, wird es wohl kein Geld dafür geben. Angesichts des Zeitplans, den LHC bis 2030 laufen zu lassen, ist auch fragwürdig ob bis dahin ein Nachfolger bereit sein kann.

Show 1 footnote

  1. Teilchen, die auf einer Kreisbahn bewegt werden, geben ständig Strahlung ab, die durch den Ring ausgeglichen werden muss, aber auch von der Geschwindigkeit abhängt, sodass ein solch großer Ring deutlich mehr Energieverlust ausgleichen müsste