Vision des Cern: 100 Kilometer lange Teilchen-Rennstrecke

Am Forschungszentrum Cern in Genf könnte bis zum Jahr 2040 ein riesiger neuer Teilchenbeschleuniger entstehen – in einem 100 Kilometer langen Tunnel, der unter dem Genfersee hindurch führt. Eine ehrgeizige Idee, auch mit Blick auf die Konkurrenz in Fernost.

Foto aus dem Tunnel des LHC im Cern nahe Genf.

Bildlegende: Neuster Stand der Technik Dank des LHCs ist das Cern weltweit führend. Doch in Zukunft dürften noch grössere Beschleuniger nötig werden. Reuters

Der rote Kreis auf der Karte der Region Genf zeigt, wo der Tunnel für den künftigen Beschleuniger liegen könnte.

Bildlegende: Kühner Plan: Der rote Kreis zeigt, wo der Tunnel für den künftigen Beschleuniger liegen könnte. Darüber in Gelb die Lage des LHC. CERN

Die grösste Maschine der Welt steht in Genf: Es ist der Teilchenbeschleuniger LHC, mit dem die Physiker am Forschungszentrum den Rätseln der Materie auf die Spur kommen wollen. Der Tunnel, in dem der Beschleuniger liegt, hat einen Umfang von 27 Kilometern. Das ist viel – doch im Vergleich zum neusten Projekt des Cerns wenig.

Die Forscher in Genf denken nämlich über einen noch viel mächtigeren Beschleuniger nach: mit 100 Kilometern Umfang. Eine solche Maschine könnte die Zukunft des Cerns sichern, wenn der LHC dereinst in Rente geht.

Ein Beschleuniger für die Zukunft

Der gewaltig Ringtunnel könnte vom Cern aus unter dem Genfersee hindurch nach Frankreich führen und von dort dann wieder in einem grossen Bogen zurück ans Cern. «So würden wir vermeiden, unter dem Juragebirge zu bohren», sagt Peter Jenni vom Cern. Der Schweizer Physiker hat die Idee für den neuen Riesenbeschleuniger vergangene Woche an einem Vortrag in Zürich vorgestellt. Als mögliches Startdatum nennt er das Jahr 2040.


Wie weiter am Cern?

4:53 min, aus Wissenschaftsmagazin vom 08.06.2013

Noch handelt es sich allerdings eher um eine Idee als um einen konkreten Plan. Aber die Forscher des Cerns halten sie für vielversprechend und wollen sie jetzt genauer studieren. Damit folgen sie der neuen Europäischen Teilchenphysik-Strategie, die vor kurzem verabschiedet worden ist.

In diesem Papier heisst es, das Cern solle sich schon jetzt ein Nachfolgeprojekt zum LHC überlegen. Der LHC geht etwa im Jahr 2030 ausser Betrieb. Danach muss das Cern rasch eine neue Maschine bauen, wenn es seine Vormachtstellung in der Teilchenphysik behalten will.

Ehrgeiziges Projekt in Tokio

Konkurrenz erwächst dem Cern zurzeit in Japan. Das asiatische Land will bald ebenfalls einen grossen Beschleuniger bauen: den Internationalen Linearcollider ILC. Dabei handelt es sich um eine Maschine, in der die Teilchen auf zwei geraden Strecken aufeinander zu rasen – nicht in einem Ring wie in Genf. Das Konzept für den ILC ist schon ziemlich ausgereift; die Kosten werden etwa mit acht Milliarden Franken beziffert.

Japan möchte für den ILC Geld aus einem Fonds verwenden, der für den Wiederaufbau nach der Katastrophe von Fukushima bestimmt ist. Ein solches Forschungsprojekt fördere immer auch die Wirtschaft in der Region, lautet die Argumentation.

Genf soll Spitze bleiben

Noch ist allerdings nicht sicher, wie viel Geld Japan genau auf den Tisch legen will. Laut Jenni kann das Land die Kosten aber nicht alleine tragen. Europa und das Cern müssten sich also beteiligen. «Und die Teilchenphysiker in Europa sind auch gewillt, da mitzuhelfen», sagt Jenni – allerdings nur, wenn das Cern schon erste Zusagen für ein Nachfolgeprojekt hätte. Zum Beispiel für den neuen 100-Kilometer-Ring.

So wäre die Zukunft des Genfer Forschungszentrums gesichert, auch wenn ein japanisches zwischenzeitlich wichtiger würde. Das Cern könne durchaus ein Jahrzehnt ohne den grössten Beschleuniger überstehen, sagt Jenni, wenn die Nachfolge geklärt sei. Dann würde die grösste Maschine der Welt nach einem Intermezzo in Fernost bald wieder in Genf stehen.

Teilchenbeschleuniger

In einem Beschleuniger werden Elementarteilchen – zum Beispiel Elektronen oder Protonen – auf extrem hohe Geschwindigkeiten gebracht. Dann prallen die Teilchen mit solcher Wucht aufeinander, dass zahlreiche neue Partikel entstehen. Um immer neue Teilchen zu finden, braucht es höhere Energien und dafür auch grössere Maschinen.

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