Aufregung im Kontrollzentrum in der Forschungseinrichtung CERN in Genf: Am Mittwoch, 10. September, exakt um 9:33 Uhr wurde der erste Protonenstrahl auf seine Rundreise durch den Teilchenbeschleuniger LHC geschickt.
Der Rundkurs, den die Protonen dabei nehmen, erstreckt sich über rund 27 Kilometer. Im Vollbetrieb werden die Teilchen mehr als 11.000 Mal pro Sekunde mit 99,9999991 Prozent der Lichtgeschwindigkeit durch den Beschleunigerring rasen.
Zunächst mit flüssigem Stickstoff und schließlich mit flüssigem Helium wurde der Ring auf eine Betriebstemperatur von 271,3 Grad Celsius unter Null herunter gekühlt. Diese tiefsten Temperaturen werden zur Erzeugung der gigantischen Magnetfelder gebraucht, welche die Teilchen auf ihrer Kreisbahn halten sollen.
Zweck der Übung ist unter anderem, das hypothetische subatomare Higgs-Teilchen nachzuweisen. Um die flüchtigen und nur Bruchteile einer Sekunde existierende Partikel zu finden, bedarf es unterschiedlicher riesige Detektoren, die wie Zwiebelschalen aufgebaut sind. Hier im Bild der ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) vor seiner endgüligen Installierung.
An einer anderen Stelle des Ringes steht das CMS (Compact Muon Solenoid, im Bild). Mit beide Detektoren soll nach dem Higgs-Teilchen gefahndet werden. Noch zwei weitere riesige Nachweisgeräte beherbergt der Ring in Genf: ALICE (A Large Ion Collider Experiment) dient der Erzeugung eines Quark-Gluon-Plasmas, einem Materiezustand, wie er kurz nach dem Urknall existiert hat. Mit dem LHCb (Large Hadron Collider beauty) werden weitere Untersuchungen durchgeführt, mit denen unterschiedliche Parameter des Standardmodells überprüft werden sollen.
Eines der leistungsfähigsten Supercomputer-Systeme der Welt sollen schließlich die Analyse der unvorstellbar großen Datenmenge ermöglichen, die am LHC anfallen wird. Die Datenmenge, die bei jedem der LHC-Experimente pro Jahr entsteht, würde auf CD gebrannt einen Turm von 20 Kilometer Höhe ergeben. Zur Verarbeitung der Daten sind Zehntausende Computer weltweit zu einem dezentralen Rechnernetzwerk, genannt "Grid", zusammengeschlossen.
Und wenn alles nach den Vorstellungen der Wissenschafter klappt, dann sollten sie bei den ersten Kollisions-Experimenten im November ähnliche Bilder, wie dieses erhalten. Die Abbildung zeigt das Ergebnis eines simulierten Zusammenstoßes von Protonen. Dabei trat ein Higgs-Boson in Erscheinung, das sofort in vier Muonen zerfiel und vom CMS dabei beobachtet wurde.