Wie Teilchenphysiker einen Hühnerhaufen bändigen


Noch ist der LHC, der große Speicherring des Cern, viele Jahre in Betrieb. Wird der Nachfolger ein Collider für Myonen? Die Aussichten sind gut. Denn jetzt ist klar, wie man die instabilen Teilchen zu einem Strahl bündelt.

Dirk Eidemüller | Frankfurter Allgemeine Zeitung

Die Teilchenphysik steht vor einem Scheideweg. Sie hat zwar in den vergangenen Jahren und Jahrzehnten unglaubliche Erfolge gefeiert. Seit dem Nachweis des Higgs-Bosons – als letztes noch ausstehendes Elementarteilchen des Standardmodells – vor nunmehr fast acht Jahren hat es aber keine weiteren bahnbrechenden Entdeckungen auf diesem Gebiet gegeben. Zwar deuten Phänomene wie die Existenz einer mysteriösen Dunklen Materie, die das Universum dominiert, darauf hin, dass es noch mehr Arten von Elementarteilchen geben sollte, als bislang bekannt sind. Aber auch die stärksten Teilchenbeschleuniger konnten bisher nicht den geringsten Hinweis auf solche exotischen Materieformen liefern.

Deshalb wird der Ruf nach leistungsfähigeren Beschleunigeranlagen immer lauter. Nur sind diese kaum noch zu bezahlen. So hat der derzeit stärkste und mit einem Umfang von 27 Kilometern auch größte Teilchenbeschleuniger, der „Large Hadron Collider“ (LHC) am europäischen Forschungszentrum Cern bei Genf, mehr als fünf Milliarden Euro verschlungen. Auch wenn der LHC noch mindestens fünfzehn Jahre in Betrieb sein dürfte, so wünschen sie viele Forscher bereits eine Maschine mit 100 Kilometer Umfang. Diese dürfte dann allerdings mehr als 20 Milliarden Euro kosten. Ein Konzept, das bislang eher in theoretischen Spekulationen aufgetaucht war, könnte eine günstigere Lösung ermöglichen: Ein Teilchenbeschleuniger für Myonen. Diese schweren Verwandten der Elektronen sind zwar instabil, haben aber ansonsten ideale Eigenschaften, um sie als Projektile in der Teilchenphysik nutzen zu können. Allerdings hat es sich als äußerst schwierig erwiesen, gerichtete Strahlen von Myonen zu erzeugen. Nun ist Physikern der internationalen MICE-Kollaboration (Muon Ionization Cooling Experiment) ein entscheidender Schritt auf dem Weg zum Myonen-Beschleuniger gelungen.

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