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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Teilchenbeschleuniger LHC - eine "Rekordmaschine" |
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| | | Am 10. September soll der Teilchenbeschleuniger LHC (Large Hadron Collider) im europäischen Kernforschungszentrum CERN bei Genf in Betrieb gehen. Er wird ein Experiment mehrerer Rekorde sein. |
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Größte Maschine und Kühlschrank |
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Mit einem exakten Umfang von 26,659 km und insgesamt rund 9.600 Magneten ist der LHC laut dem CERN die größte Maschine der Welt. Nur ein Achtel seines Kühlsystems macht es gleichzeitig zum weltweit größten Kühlschrank.
Die Magnete werden zunächst mit 10.000 Tonnen flüssigem Stickstoff auf minus 193 Grad Celsius vorgekühlt und schließlich mit fast 60 Tonnen flüssigem Helium auf die Betriebstemperatur von 271,3 Grad Celsius gebracht.
Diese Temperaturen werden zur Erzeugung der gigantischen Magnetfelder gebraucht, welche die nahezu auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigten Teilchen auf ihrer Kreisbahn halten sollen.
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Fast Lichtgeschwindigkeit |
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Mit voller Energie machen Billionen von Protonen, die mehr als 11.000 Mal pro Sekunde mit 99,9999991 Prozent der Lichtgeschwindigkeit durch den 27 km langen Beschleunigerring rasen, den LHC zur schnellsten Rennstrecke des Planeten.
An den Kollisionspunkten werden sich pro Sekunde rund eine Milliarde Zusammenstöße mit einer Kollisionsenergie von 14 Tera-Elektronenvolt ereignen.
Damit die beschleunigten Protonen auf ihrem Weg durch die Beschleunigerröhre nicht mit Luft- oder Gasteilchen zusammenstoßen, läuft der Teilchenstrahl in einem Hochvakuum - laut CERN der leerste Raum in unserem Sonnensystem. Der Druck ist zehnmal kleiner als jener auf dem Mond.
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Sehr heiß und sehr kalt |
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LHC ist eine Maschine der Gegensätze, mit den heißesten Stellen in der Galaxie gleich neben Orten kälter als das Universum. Wenn die zwei Protonenstrahlen kollidieren, entstehen Temperaturen, die 100.000 Mal heißer als das Zentrum der Sonne sind, konzentriert in einem winzigen Punkt.
Gleichzeitig hält das Kühlsystem mit dem flüssigen Helium den Beschleunigerring auf minus 271,3 Grad Celsius gekühlt - das ist nur 1,9 Grad über dem absoluten Nullpunkt und ein Grad kälter als das Universum.
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Präziseste Detektoren |
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Die größten und fortgeschrittensten Detektoren überwachen die Millionen Teilchenkollisionen und die dabei entstehenden Zerfallsprodukte.
Ein sogenanntes elektronisches Triggersystem misst nicht nur die Zeit, die ein Teilchen für die Passage durch eine bestimmte Region des Detektors benötigt, auf wenige Milliardstel Sekunden genau, sondern auch den Ort des Teilchens mit einer Genauigkeit von Millionstel Meter.
Diese schnelle und präzise Erfassung der Zerfallsprodukte ist notwendig, um in den unterschiedlichen Schichten des Detektors registrierte Teilchen voneinander unterscheiden zu können
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Supercomputer |
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Das stärkste Supercomputer-System der Welt soll die Analyse der unvorstellbar großen Datenmenge ermöglichen, die am LHC anfallen wird. Die Datenmenge, die bei jedem der LHC-Experimente pro Jahr entsteht, würde auf CD gebrannt einen Turm von 20 Kilometer Höhe ergeben.
Zur Verarbeitung der Daten sind Zehntausende Computer weltweit zu einem dezentralen Rechnernetzwerk, genannt "Grid", zusammengeschlossen.
[science.ORF.at/APA, 2.9.08]
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Mehr zu dem Thema in science.ORF.at:
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01.01.2010 |
