Die Maschine ist dreimal größer als der größte Teilchenbeschleuniger der Welt.

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Der von CERN vorgeschlagene 17 Milliarden Dollar teure Teilchenbeschleuniger soll nach neuen Teilchen und physikalischen Kräften suchen und dunkle Materie und Energie entschlüsseln.

Größe des FCC im Vergleich zum LHC. Foto: CERN — Größe des FCC im Vergleich zum LHC. Foto: *CERN*

Forscher am CERN (der Europäischen Organisation für Kernforschung) haben den Bau eines neuen, größeren Teilchenbeschleunigers vorgeschlagen. Der 17 Milliarden Dollar teure Future Circular Collider (FCC) soll 91 Kilometer lang sein und seinen Vorgänger, den 27 Kilometer langen Large Hadron Collider (LHC) am CERN bei Genf, in den Schatten stellen, berichtete Live Science am 10. Februar.

Physiker wollen die größere Größe und Leistung des FCC nutzen, um die Grenzen des Standardmodells der Teilchenphysik zu erforschen, der derzeit besten Theorie zur Funktionsweise der kleinsten Teile des Universums. Durch die Kollision von Teilchen bei höheren Energien (100 Teraelektronenvolt im Vergleich zu 14 am LHC) hofft das Team, bisher unbekannte Teilchen und Kräfte zu finden, herauszufinden , warum Materie schwerer ist als Antimaterie, und die Natur von Materie und dunkler Energie zu erforschen – zwei unsichtbaren Einheiten, die 95 Prozent des Universums ausmachen sollen.

„Das FCC wird nicht nur eine fantastische Einrichtung sein, die unser Verständnis der grundlegenden Gesetze der Physik und Natur verbessert“, sagte Fabiola Gianotti, Generaldirektorin des CERN. „Es wird auch eine treibende Kraft für Innovationen sein, denn wir werden fortschrittlichere Technologien benötigen, von der Kryotechnik über supraleitende Magnete bis hin zu Vakuumtechnologie, Detektoren und Instrumenten – Technologien, die das Potenzial haben, einen enormen Einfluss auf die Gesellschaft zu haben und viele sozioökonomische Vorteile zu bringen.“

Teilchenbeschleuniger wie der LHC stoßen Protonen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit zusammen und suchen nach seltenen Zerfallsprodukten, die Hinweise auf neue Teilchen oder Kräfte liefern könnten. Dies hilft Physikern, ihr Verständnis der grundlegendsten Bausteine des Universums und ihrer Wechselwirkungen, wie sie im Standardmodell der Physik beschrieben werden, zu überprüfen.

Obwohl das Standardmodell Wissenschaftlern viele bemerkenswerte Vorhersagen ermöglicht hat, wie beispielsweise die Existenz des Higgs-Bosons, das 2012 vom LHC entdeckt wurde, sind Physiker noch immer nicht zufrieden und suchen ständig nach neuen physikalischen Modellen, die es übertreffen können. Obwohl es das umfassendste verfügbare Modell ist, weist es noch einige große Lücken auf. Diese verhindern eine vollständige Erklärung der Entstehung der Schwerkraft, der Zusammensetzung der Dunklen Materie oder der Frage, warum es im Universum mehr Materie als Antimaterie gibt.

Um diese Probleme zu lösen, werden die CERN-Physiker siebenmal höhere Strahlenergien als die des FCC nutzen, um Teilchen auf höhere Geschwindigkeiten zu beschleunigen. Obwohl dies ein vielversprechender Fortschritt ist, muss der Detektor noch gebaut werden. Der Vorschlag des CERN ist Teil einer vorläufigen Machbarkeitsstudie, die nächstes Jahr abgeschlossen werden soll.

Sobald die Pläne für den Detektor fertiggestellt sind und voranschreiten, wird CERN, das von 18 Mitgliedstaaten der Europäischen Union sowie der Schweiz, Norwegen, Serbien, Israel und Großbritannien betrieben wird, bei anderen Ländern zusätzliche Mittel für das Projekt beantragen.

Die Mitgliedsstaaten werden 2028 zusammenkommen, um über die Genehmigung des Projekts zu entscheiden. Danach wird die erste Phase der Maschine, in der Elektronen mit ihren Antiteilchen, den Positronen, zertrümmert werden, 2045 in Betrieb gehen. In den 2070er Jahren wird die FCC schließlich mit der Kollision von Protonen beginnen.

An Khang (laut Live Science )

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