Urknall im Untergrundvon Stefan Deiters Der Countdown läuft: Am 10. September soll erstmals ein Teilchenstrahl durch den neuen Large Hadron Collider am Genfer CERN geschickt werden. Die Physiker hoffen, mit diesem leistungsstärksten Teilchenbeschleuniger der Welt den Geheimnissen der Materie auf die Spur zu kommen. Vielleicht entdecken sie sogar neue Dimensionen und winzige Schwarze Löcher. 
 Tief unter der Erde wollen Physiker den Urknall simulieren. Hier ein Blick in den ATLAS-Detektor. Foto: CERN GenevaÜbersicht:
Die Ausmaße des neuen "Large Hadron Colliders" (LHC), dem großen Hadronen-Speicherring, sind gewaltig: In einer Tiefe von 50 bis 150 Metern wurde die Anlage in den vergangenen Jahren in einem kreisförmigen, 27 Kilometer langen Tunnel installiert. Der Tunnel war bereits vorhanden und wurde in den 1980er Jahren für den Vorgänger, den großen Elektron-Positron-Speicherring LEP, gebaut. Auf viele Fragen wollen die Teilchenphysiker im Genfer Untergrund Antworten finden: Wie bildeten sich die ersten Teilchen im Universum, wie entstand die Materie, die wir heute kennen, was genau ist eigentlich Masse? Und sie wollen untersuchen, warum es heute nur Materie aber fast keine Antimaterie im All gibt. Um diesen fundamentalen Geheimnissen auf die Spur zu kommen, fassten die Physiker des CERN in Genf einen kühnen Plan: Sie wollen in ihrem Speichering versuchen, die extremen Bedingungen nachzustellen, die in den ersten Sekundenbruchteilen des Universums unmittelbar nach dem Urknall herrschten. Dazu werden in dem unterirdischen Ring zwei Teilchenstrahlen frontal aufeinander geschossen: Die Teilchen bestehen jeweils aus der gleichen Sorte, es sind entweder Protonen oder Blei-Ionen. Zuvor in speziellen Vorbeschleunigern am CERN erzeugt, kreisen sie in einem Vakuum mit fast Lichtgeschwindigkeit und werden durch leistungsfähige Magnete auf ihrer Bahn gehalten. Jeder Strahl besteht aus etwa 3.000 Teilchenpaketen, die wiederum jeweils etwa 100 Milliarden Teilchen enthalten. Trotzdem sind direkte Kollisionen äußerst unwahrscheinlich. Erst die Menge an Teilchen sorgt für ein sicheres Signal: Wenn sich zwei Teilchenpakete durchdringen, rechnen die Physiker nämlich nur mit rund 20 Kollisionen unter den 200 Milliarden Teilchen. Doch da sich die Teilchenpakete ungefähr 30 Millionen Mal pro Sekunde kreuzen, werden sich im LHC bis zu 600 Millionen Kollisionen pro Sekunde ereignen. Bei diesen Kollisionen werden die Atomkerne vollkommen zerstört. Protonen und Neutronen im Inneren lösen sich praktisch in ihre Bestandteile auf und zum Vorschein kommen die Grundbausteine der Materie, die sogenannten Quarks. Es entsteht ein eigentümliches Gemisch, das die Physiker Quark-Gluon-Plasma nennen.
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