Jetzt neu: Exklusive Bilder der ersten schwarzen Löcher aus dem Experiment in der Bildstrecke
Teilchenbeschleuniger LHC: Teuerstes Experiment aller Zeiten beginnt - ohne schwarze Löcher
Am Mittwoch um 10:28 Uhr wurde zum ersten Mal ein Protonenstrahl erfolgreich durch die 27 Kilometer lange Stahl-Röhre des Großen Hadronen-Speicherrings (LHC) im Europäischen Kernforschungszentrum CERN in Genf geschickt. "Ein fantastischer Moment", sagte Projektleiter Lyn Evans, "wir stehen am Beginn einer neuen Ära des Verständnisses über die Entstehung und Entwicklung des Universums." Für Physiker auf der ganzen Welt ist dieses Ereignis vergleichbar mit einer Mondlandung. Zwei Jahrzehnte lang wurde das Experiment vorbereitet, mehrere Milliarden Euro wurden investiert. Der LHC ist die größte und teuerste Maschine, die die Menschheit bis heute entwickelt hat. Sie wurde geschaffen, um unter Laborbedingungen Teilchenkollisionen kosmischer Ausmaße herbeizuführen, die Grundsatzfragen über Entstehung und Beschaffenheit des Universums beantworten sollen. Mit dem heute erstmalig erfolgreich gesendeten Teilchenstrahl wurde die Anlage offiziell in Betrieb genommen, das eigentliche Experiment beginnt aber erst Anfang Oktober, wenn zum ersten Mal zwei Strahlen innerhalb der Anlage miteinander kollidieren.
Foto: CERN
Die Maschine
Der LHC ist in einem kreisförmigen 27 Kilometer langen Tunnel installiert, der in einer Tiefe von 50 bis 150 Metern unter der Erdoberfläche liegt. Er wurde in den Achtzigerjahren für den damals neuen großen Elektron-Positron-Beschleuniger gebaut und erstreckt sich vom französischen Jura bis zum Genfer See. Weiterhin sind an der Röhre vier gigantische Detektoren von der Größe eines Mehrfamilienhauses platziert, die die Aktivität im Innern der Röhre messen. Sie heißen ATLAS, ALICE, CMS und LHCb. Die Messungen werden riesige Datenmengen erzeugen. Um die Daten eines Jahres auf CDs zu speichern, bräuchte man einen 20 Kilometer hohen Stapel. Daher arbeitet CERN gerade an einer neuen Netzwerk-Technologie namens "Grid", die es ermöglicht, zehntausende Computer weltweit zu einem gigantischen globalen Datenverarbeitungssystem zusammenzuschließen.
Foto: CERN
Was passiert da?
Zwei Strahlen, die aus Teilchen gleicher Sorte bestehen, werden im Zentrum des Tunnels mit nahezu Lichtgeschwindigkeit frontal aufeinander geschossen. Jeder Strahl besteht aus rund 3000 Teilchenpaketen, von denen jedes etwa 100 Milliarden Teilchen enthält. Die Teilchen sind so winzig, dass wenn sich zwei Pakete durchdringen, es nur zu rund 20 Kollisionen unter den 200 Milliarden Teilchen kommt. Der Vorteil des LHC ist, dass die Teilchen darin 11 245 mal pro Sekunde den gesamten Ring umkreisen. Dadurch kreuzen sich die Pakete etwa 30 Millionen mal und erzeugen bis zu 600 Millionen Kollisionen pro Sekunde. Bei jeder Kollision entsteht ein Hagel neuer Teilchen, von denen viele der Wissenschaft bislang unbekannt sind. Zumindest hoffen die Forscher das.
Wie geht das?
Die eigentliche Errungenschaft des LHC ist, dass man es damit geschafft hat, sehr viel Energie auf sehr kleinem Raum zu ballen. Ein Teilchenstrahl besitzt etwa so viel Energie wie ein Auto bei einer Fahrgeschwindigkeit von 1600 Stundenkilometern. Ihren Energieschub erhalten die Teilchen aus einem extrem starken Magnetfeld, etwa 100 000 mal stärker als das der Erde, welches der LHC erzeugt. Für die Erzeugung des Feldes bedient man sich eines Tricks: Die Elektromagneten bestehen aus supraleitendem Material, das bei tiefen Temperaturen elektrischen Strom ganz ohne Widerstand leitet. Würde man dafür normale Magneten verwenden, müsste der Ringtunnel mindestens 120 Kilometer lang sein und würde 40 mal mehr Strom verbrauchen, um die gleiche Kollisionsenergie zu erreichen.
Foto: CERN
Was soll das?
Von den LHC-Experimenten erwarten die CERN-Forscher Erkenntnisse über bisher unbeantwortete Grundsatzfragen: Wie kommt Materie zu ihrer Masse? Warum ist nach dem Urknall nicht gleich viel Materie und Antimaterie entstanden, so dass sich beide sofort gegenseitig auslöschten? Ein weiterer wesentlicher Forschungsaspekt ist die Dunkle Materie, über die man bisher so gut wie gar nichts weiß, außer dass sie etwa 80 Prozent des Universums ausmacht und eine hohe Schwerkraft besitzt. Der Münchner Physikprofessor Siegfried Bethke sagte gegenüber der "Süddeutschen Zeitung", dass es bei dem Experiment letztlich um die Frage gehe: "Warum sind wir überhaupt da?" Das sei nämlich, so Bethke weiter, "völlig mysteriös. Eigentlich dürfte es uns gar nicht geben."
Ist das gefährlich?
Foto: CERN
Fairerweise muss man sagen: Ganz genau weiß das niemand, denn das LHC-Experiment ist wie gesagt eine Premiere. Allerdings weisen Experten die in letzter Zeit immer wieder geäußerte Befürchtung zurück, es könnten bei dem Experiment schwarze Löcher entstehen, die die Erde bedrohen. "Die ganze Diskussion ist völlig albern und absurd", sagt der Physiknobelpreisträger von 2004, David Gross, gegenüber der Basler Zeitung. "Die Erde und der Mond sind noch da, obwohl es Kollisionen kosmischer Teilchen gibt, die noch viel energiereicher sind." Es gebe Teilchenbeschleuniger in der Natur, die weitaus leistungsfähiger seien und dennoch keine schwarzen Löcher erzeugten, argumentiert CERN-Generaldirektor Robert Aymar. Auch das erwähnte Magnetfeld, von dem Skeptiker befürchteten, es könne das Magnetfeld der Erde beeinträchtigen, sei unproblematisch. Bereits seit Jahrzehnten werden Experimente mit vergleichbaren und sogar stärkeren Magnetfeldern durchgeführt, zum Teil sogar täglich.
Die Erwartungen an den wissenschaftlichen Nutzen des LHC sind hoch. Insbesondere der Nachweis der Existenz des so genannten Higgs-Bosons, eines Elementarteilchens, das aufgrund seiner entscheidenden Rolle für den Aufbau von Materie auch "Gottesteilchen" genannt wird, liegt im Interesse der Wissenschaftler. Innerhalb der nächsten 15 Jahre, so ihre Hoffnung, könnte mithilfe des LHC die Physik revolutioniert werden.
Basler Zeitung, Süddeutsche.de, Focus.de, Welt Online, CERN
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Das Unter-Statement
"Wer weiß - vielleicht ist die Erde ja schon längst nur noch einen Zentimeter groß, und wir haben's einfach nicht mitgekriegt ..."
Anne findet, auf die Größe kommt es nun wirklich nicht an.
Kommentare (17)
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Und die viel wichtigere Frage: Wozu das ganze?
Es bleibt ein Restrisiko, denn niemand kann sagen, was passiert, wenn so viel Energie frei wird.
Da werden Millionen wenn nicht gar Milliarden Euros in ein Experiment gesteckt, dass unsere Existenz begründen soll. Schade, dass dieses Geld nicht in unsere Existenzsicherung investiert wird. Zum Beispiel in Umweltschutz und umweltfreundliche, nachhaltige Technologie. Das ist doch schon Sarkasmus, wenn die Menschen ihre Existenz ergründen während sie munter dabei sind diese zu zerstören.
Eine sichere Abschätzung zu Risiken kann ich natürlich nicht geben, allerdings denke ich, dass diese hauptsächlich deswegen diskutiert werden, weil im Zeitalter des Internets viele Menschen Halbwissen verbreiten. Die Entstehung von Mini-Schwarzenlöchern ist eine Vorhersage gewisser hochgradig hypothetischer Theorien (von denen ich nichts halte), allerdings folgt aus diesen Theorien auch deren Ungefährlichkeit. Es werden hier Argumente nach bleiben zusammengewürfelt.
Übrigens wurde das WWW 1989 am CERN entwickelt.
Ich freu mich schon auf Oktober - wenn alles kaputt geht und die Erde von nem schwarzen Babyloch verschlungen wird! ^^
Ob diese Erfindung am Ende den erhofften Erfolg bring bleibt schlicht abzuwarten.
Der Gedanke den Ursprung unserer Erde zu erforschen liegt nicht rein in wissenschaftlicher Neugier, sondern viel mehr daran, dass das Wissen um die Entstehung des Universums dabei helfen soll das Überleben der Menschheit zu sichern. Dabei geht es nicht darum das hier und jetzt zu sichern.
Nur wer die Vergangenheit versteht kann in der Gegenwart die Änderungen herbeiführen um die Zukunft zu sichern.
Ein mulmiges Gefühlt bleibt auch bei mir, bei dieser Energie.
Utopisten, überlegt mal:
3Mrd. sind Taschengeld - die "Rettung" der IKB-Bank (der bundeseigenen KfW-Bankengruppe) hat mal eben 10 Mrd. gekostet - ohne nachhaltig einen Arbeitsplatz zu sichern.
Bedenken gegenüber Großexperimenten mit ungewissem Ausgang sind durchaus angebracht. Wo Risisken aber abschätzbar sind und die Forschung mal nicht primär einen Eingriff in funktionierende natürliche Prozesse zum Ziel hat, sondern diese Prozesse verstehen will, kann das segensreich sein: Gestern das WWW - morgen beamen wir vielleicht...
Als ehemaliger Physik-LK'ler freue ich mich auf die Epxperimente und hoffe sehr, dass die Menschheit damit wieder einen Schritt näher an die Geheimnisse der Gravitation, des Magnetismus und der verschiedenen Dimensionen herankommt.
Die Ängste meiner Vorredner kann ich zwar verstehen, da Experimente in dieser Art noch nie stattfanden - allerdings sollen wir den Top-Physikern und Nobelpreisträgern der Welt schon zutrauen, dass sie wissen was sie tun.
http://www.youtube.com/watch?v=j50ZssEojtM
:)
Wir wissen nichts und müssen deshalb unbedingt dieses Experiment machen; je nach Ergebnis müssen wir unsere Theorien danach völlig umwerfen.
Aber wir wissen ganz genau daß überhaupt nichts passieren kann......atemberaubend.
Gruss Horst
...der auch nicht glaubt daß viel passieren wird.....zumindest in unserem Paralleluniversum......oder sie evakuieren uns noch rechtzeitig....
Einzig das mit den Gefahren ist doch ein wenig unterbewertet. Auch ich hatte Physik Leistungskurs und bin durchaus neugierig auf dieses Experiment. Aber auch durchaus ernstzunehmende Wissenschaftler - nicht nur "Halbwissende" - warnen vor den potentiellen Gefahren.
Hier stellt sich die grundsätzliche Frage des "Turmbau zu Babel". Wers nicht kennt - hier beschreibt die Bibel den Größenwahn des Menschen nach höher - schneller - weiter.
Wir sollten an der Nachhaltigkeit und Erhaltung und Beherschung des Bekannten forschen und nicht die Risiken heraufbeschwören. Wie war das mit der Atomforschung? Nahezu alle an der ersten Atombombe beteiligten Forscher wollten danach am liebsten Ihre Erfindung wieder verschwinden lassen. ...
Ja, "eigentlich dürfte es uns ja gar nicht geben" – neben Geltungssucht und Aussicht auf Ruhm ist das der Antrieb der Physiker? Gute Nacht! Die Lösung greifbar nah, aber viel zu einfach. Intelligenz ist ungleich Weisheit! Risiken sind real, aber werden verdrängt. Und ja, es gibt sie: Wissenschaftler, die ihr Leben opfern würden (+ unseres), um dem Schöpfer zu begegnen. Die gab es schon immer. Wenn sie doch nur die Antwort erhielten auf die Frage nach der Quelle, dem Ursprung. Jene Wahnsinnige bereiten mir ein klein wenig Unbehagen. Mit welchem Recht treffen sie eine solche Entscheidung für die Menschheit?! Sie wissen doch selbst nicht, was sie da tun. Darum ja auch ein Experiment. Man muss kein Physiker sein, um in die Psyche hinter diesen leuchtenden LHC-Augen hinabzutauchen, um das Ausmaß kindlicher Neugier und Naivität zu erahnen. Auch Flugzeugabstürze und Super-GAUs sind praktisch ausgeschlossen, in der Theorie jedenfalls. Ja sicher, Fortschritt heißt immer auch Zerstörung. Aber gleich so?
Das sinnfreie Spielzeug LHC ist der morsche Holzweg mit neuen verheerenden Magnetfeldern. Ob es Goethe interessiert hätte oder Frau Müller oder Hamster Willi? Ach, ist ja auch egal. Augen zu und durch! Sonst wär der Mensch nicht, was er ist...
Mal ganz abgesehen davon, dass dieseses Experiment gefährlich sein könnte: Warum steckt man diese immensen Forschungsgelder in ein solches Projekt und nicht etwa in die Bekämpfung von Armut, Hunger, Krankheiten, Klimawandel und Rohstoffknappheit? Haben die sich überhaupt mal überlegt was dort eine Unmenge - unvorstellbar! - an Strom aufgewendet werden muss??? Nur um zu guggen, ob da tatsächlich was funzt?
Mein persönliches Fazit: Wissenschaft ist etwas Tolles. Vor allem wenn sie uns hilft Probleme besser lösen zu können. Aber was bitteschön ist damit gewonnen, wenn man weiß, dass man kleine schwarze Löcher erzeugen kann?
Also manchmal hat die Wissenschaft echt nen KNALL!!! bzw. den Schuss nicht gehört.
Leider musste ich feststellen, dass viele Rezensenten sich gar nicht freuen über das LHC. Dabei arten die Beiträge auch oft in Polemik aus. Ich bin relativ neu bei Utopia dabei und hatte mir hier etwas mehr Aufgeklärtheit und Fairness erwartet. Bei mancher Rezension merkt man sofort, dass der Schreiber nicht einmal den (übrigens guten) Artikel verstanden hat. Und manche machen es sich auch sehr einfach und schimpfen darauf los über Dinge, von denen sie offensichtlich keine Ahnung haben. Auch "Stammtischargumente" finden sich recht häufig. Das ist Meinungsbildung ohne Gedankenarbeit. Schade.
also ich muss schon sagen die Bilder des schwarzen Lochs sind sensationell. Ich hab ja sowas noch nieee gesehn und muss sagen ich bin begeistert!!
Diese strukturen irre ....
Stimmt, gute Frage. Auf der Website des CERN heißt es:
"Der Energieverbrauch des LHC und der Detektoren beträgt ungefähr 120 Megawatt. Dies entspricht in etwa dem Verbrauch aller Haushalte des Kantons Genf.
Ausgehend von 270 Betriebstagen (der LHC ist im Winter ausgeschaltet) wird dies 800.000 Megawattstunden für das Jahr 2009 ergeben. Die jährliche Stromrechnung wird sich auf rund 19 Millionen Euro belaufen.
CERN wird vom französischen Energiekonzern EDF versorgt. Auf die schweizerischen Firmen EOS und SIG kann im Falle eines Engpasses zurückgegriffen werden.
Der größte Teil der Elektrizität kommt für die Kühlung der Magnete zum Einsatz."
Quelle: http://www.cern.de
schwarzen Löcher in meiner Geldbörse stammen.