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Hier soll er hin, der neue Teilchenbeschleuniger. Er wird an den bereits bestehenden GSI-Schwerionenbeschleuniger angedockt.
Hier soll er hin, der neue Teilchenbeschleuniger. Er wird an den bereits bestehenden GSI-Schwerionenbeschleuniger angedockt.(Foto: GSI Helmholtzzentrum/dpa)
Dienstag, 04. Juli 2017

Das Universum im Labor: Darmstadt bekommt einen Ringbeschleuniger

"Fair" heißt der neue Teilchenbeschleuniger, und er soll dabei helfen, die Geheimnisse des Universums zu lüften - ab 2025. Dann nehmen die Teilchen darin so viel Tempo auf, dass sie fast so schnell sind wie Licht. Jetzt beginnt der Bau der gut einen Kilometer langen Anlage.

Für eines der weltweit größten Vorhaben zur physikalische Grundlagenforschung beginnt der Bau: Mit dem Teilchenbeschleuniger Fair, der teilweise unterirdisch verläuft, wollen Wissenschaftler einige Rätsel des Universums aus der Zeit kurz nach dem Urknall vor etwa 13,8 Milliarden Jahren bis in die Gegenwart lösen. Am heutigen Dienstag ist der erste Spatenstich für das internationale "Universum im Labor" geplant.

Fair entsteht auf einer Fläche von 20 Hektar am GSI Helmholtz-Zentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt. "Das Projekt wird die Grenze unseres Wissens über das Universum weiter nach vorne schieben", sagt der wissenschaftliche Geschäftsführer von Fair und GSI, Paolo Giubellino.

Die Anlage ist hochkomplex. Im Jahr 2025 soll sie erstmals voll in Betrieb gehen, mit einer beispiellosen Vielfalt an Experimenten. Herzstück der Anlage ist ein 1,1 Kilometer langer Ringbeschleuniger, der 17 Meter tief unter der Erde verläuft. Er wird an den bestehenden GSI-Beschleuniger angedockt, der etwa 200 Meter Umfang hat. Elektrisch geladene Teilchen, Ionen und Antiprotone mit einem Durchmesser von rund einem Zehnmillionstel Millimeter nehmen darin extrem hohes Tempo auf. In der neuen Anlage sollen sie mit 297.000 Kilometern pro Sekunde fast Lichtgeschwindigkeit erreichen. Dann prallen sie auf einen Widerstand, auf eine Folie oder biologische Zellproben.

Neue Teilchen entstehen

Forscher wollen beobachten, wie beim Zusammenstoß durch den extremen Druck und die extreme Temperatur neue Teilchen und Materieformen entstehen. Daraus wollen sie Rückschlüsse auf die Entwicklungsgeschichte des Universums ziehen. Beim Aufprall sollen Temperaturen erzeugt werden wie sie etwa im Inneren von Sternexplosionen vorherrschen. Die Forschungsgebäude werden wegen der Strahlung bis zu acht Meter dicke Betonwände haben.

Für das Bundesforschungsministerium ebnet Fair "den Weg für bahnbrechende Entdeckungen in Astro-, Kern- und Teilchenphysik bis hin zu Bio- und Materialwissenschaften". Für die Errichtung seien auf Preisbasis 2005 fast 1,3 Milliarden Euro eingeplant. Der Bund übernimmt laut Fair 65 Prozent davon, das Land Hessen 10 Prozent. Gesellschafter der Fair GmbH sind neben Deutschland auch Finnland, Frankreich, Indien, Polen, Rumänien, Russland, Schweden und Slowenien. Großbritannien ist assoziierter Partner. Das internationale Beschleunigerzentrum soll rund 3000 Forschern aus 50 Ländern zur Verfügung stehen.

Sechs Eiffeltürme werden verbaut

Bis es so weit ist, müssen laut Planung noch zwei Millionen Kubikmeter Erde bewegt werden - was etwa der Menge beim Bau von 5000 Einfamilienhäusern entspricht. Rund 600.000 Kubikmeter Beton müssen verbaut werden - im Mengenvergleich acht Mal das Fußballstadion Frankfurt. Hinzu kommen 65.000 Tonnen Stahl, was laut Planern sechs Eiffeltürmen entspricht. Auf der Baustelle sollen bis zu 1000 Menschen beschäftigt werden.

Fair gehört dann weltweit zu etwa einer Handvoll Teilchenbeschleunigern. Am häufigsten verglichen wird die Anlage in Darmstadt mit dem Europäischen Kernforschungszentrum Cern bei Genf. Dort ist der Beschleunigerring mit knapp 27 Kilometern deutlich länger als die Version in Darmstadt. Cern konzentriert sich bei der Erforschung des Universums auf die Zeit unmittelbar nach dem Urknall.

Quelle: n-tv.de

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