Antimaterie, CERN und LHC

Interview mit CERN-Physiker Dr. Matthias Schott

Teil 3: Über Antimaterie und die rekordverdächtige Technik der CERN-Detektoren

Drillingsraum: Welche Teilchen können im LHC beschleunigt werden?

Dr. Matthias Schott: Der LHC kann Protonen sowie schwere Ionen-Kerne wie Gold beschleunigen.

Drillingsraum: Wie läuft so ein Beschleunigungsvorgang ab? Was passiert da nacheinander?

Dr. Matthias Schott: Die Protonen erhält man einfach aus ionisiertem Wasserstoff, was ja nichts anderes ist als Protonen. Diese werden dann also zunächst durch einen Linearbeschleuniger vorbeschleunigt. Der erste Beschleunigungsvorgang funktioniert

Bilderserie: Der ATLAS-Detektor

im Prinzip wie bei einem alten Röhrenfernseher, der ja Elektronen beschleunigt. Nach diesem Schritt werden die Protonen zunächst in einem kleinen Kreisbeschleuniger weiterbeschleungigt und dann in den SPS-Ring geschickt, wo sie auf Energien von etwa 450GeV gebracht werden. Anschließend leitet man die Teilchen in den LHC. Dort werden sie dann auf die angestrebten 7TeV beschleunigt.

Drillingsraum: Wie groß sind die Datenmengen, die am LHC entstehen?

Dr. Matthias Schott: Am LHC entstehen etwa 10 PetaBytes an Datenmengen, die weiterverarbeitet werden müssen. Dies entspricht pro Jahr 20,000,000 DVD's. Um diese Datenmengen zu verarbeiten wurde das World Wide Grid entworfen. Dieses Grid verbindet viele hundert Computerzentren weltweit, um die benötigte Datenverarbeitung zu gewährleisten.

Bilderserie: Der CMS-Detektor

Drillingsraum: Wie hoch ist der Stromverbrauch des CERN?

Dr. Matthias Schott: Ich muss gestehen, dass ich das nicht weiß. Allerdings weiß ich, dass es zum CERN eine eigene Stromleitung von einem AKW in Frankreich gibt. Die LEP-Experimente hat man wegen dem Stromverbrauch in den Wintermonaten abgestellt, da Strom im Winter normalerweise deutlich teurer ist als im Sommer. Dies ist bei LHC nicht mehr möglich, da die Zeit zum Aufwärmen und Abkühlen der supraleitenden Magneten einfach zulange dauern wird.

Drillingsraum: Wird man mit dem LHC eigentlich weiter an Antimaterie forschen?

Dr. Matthias Schott: Antimaterie ist keine große Sache. Sie entsteht ständig bei LHC Experimenten und so gibt es glaube ich keine dezidierten Untersuchungen die sich explizit mit Antimaterie beschäftigen – dazu ist das einfach ein viel zu alter Hut. Die Untersuchung der sogenannten CP-Verletzung ist aber immer noch interessant. Am CERN (aber nicht am LHC) forscht man zudem an ganzen Anti-Wasserstoffatomen, also Teilchen, die aus Anti-Protonen und Positronen aufgebaut sind. Diese sind recht schwierig herzustellen, da sie sich ja sofort in Energie umwandeln, wenn sie mit Materie zusammen kommen – und Materie ist nun wirklich überall…

Drillingsraum: Wurden bereits Unterschiede (abgesehen von den Ladungen) zwischen Materie und Antimaterie beobachtet?

Dr. Matthias Schott: Wenn Materie auf Antimaterie trifft, entsteht – ganz einfach gesprochen – reine Energie. Umgekehrt gilt das gleiche: Aus Energie entsteht immer gleichviel Materie wie Antimaterie. Wir gehen davon aus, dass es beim Urknall zunächst reine Energie gab. Wenn nun Materie und Antimaterie genau gleich wären, würde es uns gar nicht geben, da zu jedem Teilchen auch sein Anti-Teilchen entstanden wäre und diese wieder zu

Energie zerstrahlt wären. Gott sei Dank gibt es aber die sogenannte CP-Verletzung, die für einen sehr sehr kleinen Unterschied zwischen Materie und Antimaterie sorgt und damit verantwortlich ist, dass es uns heute gibt.

Drillingsraum: Gibt es noch freie Antimaterie im Universum?

Dr. Matthias Schott: Man geht davon aus, dass dies nicht der Fall ist, da wir sie sonst eigentlich schon lange hätten beobachten müssen.

Vielen Dank für das Interview

Bilderserie: Antimaterie

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