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Zwei weisse Punkte blitzen auf dem grauen Bildschirm auf. So schnell wie sie gekommen sind, sind sie auch schon wieder verschwunden. Applaus brandet auf, Hände werden geschüttelt und Schultern geklopft im Kontrollzentrum des CERN. Denn das unscheinbare Blitzen ist das Zeichen, dass ein Protonenstrahl eine volle Runde im Teilchenbeschleuniger «Large Hadron Collider» (LHC) am CERN in Genf zirkuliert ist.
«Sie sehen hier das Ergebnis von 20 Jahren harter Arbeit», sagte CERN-Generaldirektor Robert Aymar kurz nach drei Uhr am Mittwoch Nachmittag zu den anwesenden Forscherinnen und Forscher und via Webcast der ganzen Welt. Kurz zuvor hatte der zweite Strahl seine Runde im LHC vollendet. Damit ist es den Forschenden am ersten Tag gelungen, je einen Strahl in entgegengesetzter Richtung durch den LHC zu steuern.
Dass es bereits am ersten Tag gelingen würde, die Protonenstrahlen in beiden Richtungen zum Zirkulieren zu bringen, haben die Forschenden nicht erwartet. Damit hat der LHC fürs erste die technische Feuerprobe bestanden. «Jetzt liegt es an den Physikern zu zeigen, dass sie ihr Gebiet ebenso gut beherrschen, wie die Techniker», sagte Aymar.
Zwar nicht direkt vor Ort, aber doch mit grosser Spannung hat Claude Amsler, Physikprofessor an der Universität Zürich, den lang erwarteten Start des LHC verfolgt: «Ich bin erfreut, dass es so gut lief», sagte er. Amsler war zusammen mit Professor Ulrich Straumann am Bau des CMS- und des LHCb-Detektors beteiligt. Zwei der insgesamt vier Detektoren, die Teilchen aufspüren sollen, welche bei den Protonen-Kollisionen entstehen.
Amslers Silizium-Pixel-Detektor sitzt als innerster Teil des riesigen CMS-Detektors nur wenige Zentimeter von der Röhre entfernt, in der die Protonen zirkulieren. Aus Sicherheitsgründen war er bei der Feuertaufe nicht eingeschaltet: «Wir wollten nicht riskieren, dass er beschädigt wird, falls etwas schief gelaufen wäre.» Andere Teile des CMS hätten aber bereits «spektakuläre Bilder geliefert», freut sich Amsler.
Den Detektor konnten die Forschenden in den vergangenen Wochen testen. Noch 100 Meter unter Fels wies er dabei kosmische Strahlung nach. «Wir konnten einige schöne Spuren sehen», sagt Amsler, «der Detektor funktioniert bestens.»
Nach dem ersten Erfolgserlebnis wartet auf die Wissenschaftler am CERN jedoch noch eine Menge Arbeit, bevor der LHC Daten liefern kann. Die Strahlen müssen nun fokussiert und auf eine genaue Bahn gebracht werden, damit sie dann an den vordefinierten Orten in den Detektoren miteinander kollidieren. Zum anderen muss der Strahl noch viel mehr beschleunigt, das heisst energiegeladener werden, damit die Experimente durchgeführt werden können, von denen sich die Forschenden Antworten auf grundlegende Fragen der Physik erwarten. «Wir werden erst etwa 2010 auf dem Energieniveau sein, das wir anstreben», so Amsler.
Mit dem CMS-Detektor sollen unter anderem die so genannten «Higgs»-Teilchen nachgewiesen werden. Das «Higgs»-Teilchen wird im Standardmodell der Elementarphysik vorhergesagt, konnte aber bisher noch nicht nachgewiesen werden. «Wenn es ein 'Higgs'-Teilchen gibt, dann werden wir es auch finden», ist Amsler überzeugt.
Allerdings ist die Wahrscheinlichkeit, dass bei den Kollisionen im LHC «Higgs»-Teilchen entstehen, extrem gering. Das heisst, es braucht eine sehr hohe Anzahl von Kollisionen, um überhaupt die Chance zu haben, ein solches Teilchen zu entdecken. Zudem ist es schwierig, aus den in den Detektoren eingefangenen Signalen die «richtigen» Signale herauszufiltern. Deshalb rechnet Amsler damit, dass es noch zwei bis drei Jahre dauern wird, bis ein «Higgs»-Teilchen entdeckt wird.
