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Urknall, Higgs-Teilchen, Supermaterie CERN will Theorien überprüfen

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Große Freude herrscht im CERN-Kontrollzentrum nachdem die ersten Atomkerne mit sieben Tera-Elektronenvolt aufeinanderprallten.

(Foto: picture alliance / dpa)

Mit ihren Experimenten im weltgrößten Teilchenbeschleuniger Large Hadron Collider (LHC) stoßen die Wissenschaftler in absolutes Neuland vor. Dabei sind sie wiederholt Befürchtungen entgegengetreten, dass durch die Hochenergie-Zusammenstöße von Atomteilchen ein materieverschlingendes schwarzes Loch entstehen könnte. Durch die Kollisionen von Materieteilchen in der riesigen unterirdischen Anlage bei Genf wollen die Wissenschaftler die derzeit größten Geheimnisse der Physik entschlüsseln. Dazu zählen die Entstehung des Universums beim Urknall vor 13,7 Milliarden Jahren und die Struktur der Materie.

Die Jagd nach dem HIGGS-BOSON: Das nach dem britischen Physiker Peter Higgs benannte Teilchen soll anderen Teilchen seine Masse verleihen, existiert aber bisher nur in der Theorie. Sollte im LHC der experimentelle Nachweis dieses so genannten "Gottes-Teilchens" gelingen, wäre eine große Lücke im allgemein anerkannten Standardmodell der Elementarteilchenphysik geschlossen. Wird das Higgs-Teilchen aber nicht gefunden, könnte dies bedeuten, dass die gesamte Theorie hinfällig ist.

Die ERFORSCHUNG DER SUPERMATERIE: Der Begriff basiert auf der Vorstellung, dass es zu allen aus dem Standardmodell bekannten Teilchen schwerere Zwillingsteilchen gibt. Die Supersymmetrie könnte eine der überraschendsten Theorien der vergangenen Jahre erklären - dass nämlich die sichtbare Materie nur rund vier Prozent des Universums ausmacht, während 96 Prozent auf bislang rätselhafte "dunkle Materie" und "dunkle Energie" entfallen. Einem theoretischen Konzept zufolge könnte "dunkle Materie" aus supersymmetrischen Teilchen bestehen, so genannten Neutralinos.

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Die Illustration zeigt die Kollision von Atomkernen.

(Foto: picture alliance / dpa)

Das RÄTSEL UM MATERIE UND ANTIMATERIE: Bei der Umwandlung von Energie in Materie entsteht ein Teilchen und ein weiteres mit entgegengesetzter elektrischer Ladung. Wenn beide zusammenstoßen, vernichten sie sich gegenseitig in einem Energieblitz. Der gängigen Theorie zufolge müsste es bei der Geburt des Universums gleich viel Materie und Antimaterie gegeben haben. Das erklärt aber nicht, warum die unseren Kosmos bildende Materie übrig geblieben ist.

Die ZEITREISE ZUM URKNALL: Im frühesten Stadium existierte Materie als eine Art heiße, dichte Suppe, die als Quark-Gluon-Plasma bezeichnet wird. Bei der anschließenden Abkühlung verbanden sich subatomare Teilchen, Quarks genannt, zu Protonen und Neutronen. Im LHC wollen die Forscher schwere Ionen zusammenprallen lassen. Dabei entstehen kurzzeitig Temperaturen, die 100.000 Mal heißer sind als das Zentrum der Sonne. Die Quarks werden dadurch wieder freigesetzt - die Wissenschaftler wollen beobachten, wie sie erneut gewöhnliche Materie bilden.

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Die Illustration zeigt ein gewaltiges Schwarzes Loch im All.

(Foto: picture-alliance / dpa/dpaweb)

Keine Angst vorm SCHWARZEN LOCH: Ein solches gefräßiges Schwerkraftmonster kann nach Auffassung der LHC-Wissenschaftler bei den Experimenten nicht entstehen. Eventuell könnten sich lediglich "mikroskopische schwarze Löcher" bilden, die aber sofort wieder zerfielen, heißt es beim europäischen Atomforschungszentrum CERN. Dessen Generaldirekor Rolf-Dieter Heuer verweist zudem darauf, dass das Universum seit Milliarden von Jahren pro Sekunde Milliarden derartige Experimente mache. "Und wir sind immer noch da." Anfang März hatte das Bundesverfassungsgericht die Beschwerde einer Frau zurückgewiesen, die aus Angst vor dem Weltuntergang ein Experiment im LHC verbieten lassen wollte.

Quelle: n-tv.de, AFP