Weltrekord der Strahlintensität am LHC

Gute Voraussetzungen für Entdeckung des Higgs-Boson

Am Karfreitag, etwa gegen Mitternacht erreichte der größte Teilchenbeschleuniger der Welt, der Large Hadron Collider (LHC) im Forschungszentrum CERN bei Genf, einen neuen Rekord der Strahlintensität. Die neu erreichte Luminosität erhöht die Anzahl der Kollisionen und damit die Wahrscheinlichkeit, das lang gesuchte Higgs-Boson sogar noch in der jetzigen Laufperiode bis Ende 2012 zu entdecken.

So könnte das Signal eines Higgs-Bosons im CMS-Detektor des LHC aussehen

Weltweit sind Teilchenphysiker auf der Jagd nach Teilchen, die die Theorien über die Grundkräfte und –Teilchen des Universums belegen sollen. Eines von ihnen ist das Higgs-Boson, das Teilchen, dass zusammen mit dem zugehörenden Higgs-Feld allen anderen ihre Masse verleiht. Bisher jedoch gab es zwar einige „Buckel“ in den Daten, die auf die Existenz des Higgs-Bosons zurückgehen könnten, der endgültige Beweis fehlt jedoch.

Erhöhte Strahlintensität erhöht Entdeckungswahrscheinlichkeit

Das Problem: Das Higgs-Boson, selbst wenn es existiert, ist extrem selten und schwer und kann damit nur durch zahlreiche, sehr energiereiche Kollisionen im Beschleuniger erzeugt werden. Eine wichtige Voraussetzung dafür haben jetzt die Physiker und Techniker des CERN beim LHC erreicht: Sie erhöhten die Strahlintensität, die so genannte Luminosität, des LHC erstmals auf 4,67 x 10^32cm^-2s^-1. Dieser Wert beschreibt die Anzahl der Protonen oder Schwerionen-Begegnungen pro Zeit und Fläche und damit auch die Anzahl der möglichen Kollisionen im Teilchenbeschleuniger.

Anzeige des Weltrekords der Luminosität auf dem Kontroll-Monitor des LHC.

„Die Strahlintensität ist der Schlüssel zum Erfolg des LHC, daher ist dies ein sehr wichtiger Schritt“, erklärt CERN-Generaldirektor Rolf Heuer. „Höhere Intensität bedeutet mehr Daten und mehr Daten bedeutet ein größeres Potenzial für Entdeckungen.“

Wettstreit mit dem Fermilab

Der LHC, der zurzeit noch auf gedrosselter Energie von 3,5 Teraelektronenvolt pro Strahl, läuft, übertrifft mit seiner Luminosität nun erstmals den Teilchenbeschleuniger Tevatron am Fermilab in den USA. Beide Forschungseinrichtungen liefern sich seit Jahren einen Wettstreit um den ersten Nachweis des Higgs-Bosons. Mit der jetzt erreichten Luminosität hätte der LHC alle Voraussetzungen, um sogar noch in seiner jetzigen Laufphase bis Ende 2012 ausreichend Daten sammeln zu können, um das „Gottesteilchen“ zu finden, so Heuer. Nach 2012 wird der Beschleunigerring umgerüstet, um dann, nach einer Pause, seine Höchstkapazität von sieben Teraelektronenvolt pro Strahl erreichen zu können.

(CERN, 26.04.2011 - NPO)