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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Neue Detektoren für neuen Teilchenbeschleuniger |
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| | | Im Jahr 2007 soll der neue Teilchenbeschleuniger LHC (Large Hadron Collider) des Europäischen Zentrums für Teilchenforschung CERN bei Genf seinen Betrieb aufnehmen. Entscheidend für die Beobachtung der Protonen, die dann mit nahezu Lichtgeschwindigkeit aufeinander prallen werden, sind die Detektoren. Die elektronischen "Augen" müssen eine Milliarde Teilchen-Kollisionen pro Sekunde beobachten, wobei bei jedem Zusammenstoß bis zu 100 Teilchen produziert werden. |
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Die neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet der Detektoren stehen im Mittelpunkt der "Vienna Conference on Instrumentation", die vom 16. bis 21. Februar zum zehnten Mal in Wien veranstaltet wird.
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27 Kilometer langer Super-Beschleuniger |
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Im CERN laufen derzeit die Vorbereitungen für die Errichtung des LHC auf Hochtouren. Ab 2007 soll der neue, 27 Kilometer lange Super-Beschleuniger in Betrieb gehen, in dem Protonen (positiv geladene Bausteine der Atomkerne) auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden und mit bisher unerreichter Energie aufeinanderprallen.
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Suche nach Higgs-Teilchen und Supersymmetrie |
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Dadurch entstehen Bedingungen, wie sie ein Millionstel einer Millionstel Sekunden nach dem Urknall bei einer Temperatur von zehntausend Millionen Grad geherrscht haben. Die Wissenschaftler erhoffen sich davon den Nachweis des so genannten Higgs-Teilchens, dem letzten bisher nur vorhergesagten, aber noch nie nachgewiesenen Teilchens des Standard-Modells der Physik, das die Zusammensetzung der Materie erklärt.
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Möglicherweise lassen sich auch so genannte supersymmetrische Teilchen nachweisen, die aus einer von den Physikern vermuteten "Spiegelwelt" zu der uns bekannten Welt von Elementarteilchen stammen, in der Masse- und Kräfteteilchen vertauscht sind ("Supersymmetrie").
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Effiziente Detektoren sind Bedingung |
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Voraussetzung für den Nachweis dieser winzigsten Teilchen mit extrem kurzer Lebenszeit sind riesige Detektoren, die durch den neuen Beschleuniger vor enormen Herausforderungen stehen.
"Während wir im bisherigen CERN-Beschleuniger LEP eine Kollision pro Sekunde hatten, müssen bei LHC in dieser Zeit eine Milliarde Kollisionen mit jeweils bis zu 100 Teilchen registriert werden, das ist eine echte Schallmauer für die Detektoren", erklärte der Organisator der Konferenz, Meinhard Regler vom Institut für Hochenergiephysik der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) im Gespräch mit der APA.
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Warteschleife für elektrische Signale |
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Weil so viele Informationen gar nicht gespeichert und ausgewertet werden können, werden die erfassten elektrischen Signale in eine Art Warteschleife schicken, ehe sie in vier Stufen selektiert und bearbeitet werden.
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Österreichische Beteiligung |
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Soll LHC 2007 in Betrieb gehen, müssen laut Regler die Detektoren demnächst in Serie gehen. Am Bau des innersten, wichtigsten Erfassungsgeräts, dem "Inner Tracker", ist auch Österreich beteiligt. Dessen Herzstück sind 25.000 zehn Mal zehn Zentimeter große Halbleiter-Detektoren, die die Flugbahn der Teilchen mit einer Genauigkeit von zehn Millionstel Meter messen.
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Konferenz in Wien |
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Diese neuen Detektoren sind ebenso Gegenstand der "Vienna Conference on Instrumentation" wie andere derartige Geräte für Satellitenexperimente oder Materialforscher. Außerdem sind solche Detektoren auch aus der Medizin nicht mehr wegzudenken, wo sie u.a. in bildgebenden Verfahren eingesetzt werden.
Die Konferenz wird bereits zum zehnten Mal vom ÖAW-Institut für Hochenergiephysik veranstaltet und hat sich seit der ersten Tagung 1978 laut Regler zur weltweit führenden Veranstaltung für Teilchen-Detektoren entwickelt.
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01.01.2010 |
