Teilchenbeschleuniger

Ein Teilchenbeschleuniger nutzt elektromagnetische Felder, um geladene Teilchen auf extreme Geschwindigkeiten zu bringen. Bei der Kollision dieser Hochenergie-Teilchen entstehen kurzzeitig Zustände, die seit dem Urknall nicht mehr existiert haben. So lassen sich fundamentale Fragen beantworten: Woraus besteht Materie? Warum haben Teilchen Masse? Was geschah in den ersten Sekundenbruchteilen nach dem Urknall?

Der Large Hadron Collider (LHC) am CERN ist der größte Teilchenbeschleuniger der Welt: ein 27 Kilometer langer Ring unter der Grenze zwischen Frankreich und der Schweiz. 2012 wurde hier das Higgs-Boson nachgewiesen, das letzte fehlende Teilchen des Standardmodells. CERN plant den Future Circular Collider (FCC) mit 91 Kilometern Umfang und deutlich höherer Energie, Baubeginn frühestens 2030er Jahre.

In der Science-Fiction sind Teilchenbeschleuniger gelegentlich Auslöser für Katastrophen: In Dan Browns Illuminati erzeugt der LHC Antimaterie für eine Bombe. Robert J. Sawyers Flashforward (1999, als TV-Serie adaptiert) beschreibt ein CERN-Experiment, das die gesamte Menschheit für zwei Minuten ohnmächtig werden lässt. Die Realität ist weniger dramatisch, dafür nicht weniger faszinierend.

Gerade der Teilchenbeschleuniger ist das Werkzeug, mit dem die Menschheit den ersten Augenblicken des Universums am nächsten kommt. In seinen Kollisionen entstehen kurzzeitig Zustände, die seit dem Urknall nicht mehr vorkamen, und genau dort wurde mit dem Higgs-Boson der letzte fehlende Baustein des Standardmodells gefunden. Die Science-Fiction nutzt diese gewaltigen Maschinen gern als Auslöser von Katastrophen, von erzeugter Antimaterie bis zu seltsamen Bewusstseinsphänomenen. Die nüchterne Wirklichkeit produziert keine Weltuntergänge, dafür aber Antworten auf die grundlegendsten Fragen, woraus die Welt besteht und warum sie überhaupt Masse hat.