Der Teilchenbeschleuniger CERN, der der Physik neues Leben einhauchen wird

Eine neue Art von Collider namens Plasma Wake Field Accelerators kann grundlegende Physik auf neue Weise untersuchen, indem sie etwas tun, was der Large Hadron Collider nicht kann: Elektronen kollidieren.

von Joshua Hojigo

Um zu Edda Gschwendtners Experiment zu gelangen, betreten Sie ein monströses kleines Gebäude am CERN, Europas Teilchenphysiklabor am Stadtrand von Genf, Schweiz. Sie gehen zum Aufzug und steigen 50 Meter in einen riesigen unterirdischen Raum hinab. Nach einer Reihe von gelben Sicherheitstüren müssen Sie 1 km durch einen abfallenden Tunnel fahren – weshalb Gschwendtner normalerweise eines der kleinen weißen Fahrräder benutzt, die in den Türen geparkt sind.

Es entwickelt eine vielversprechende Art von Teilchenbeschleuniger, die uns helfen könnte, neue Physik zu finden. Seit der Entdeckung des Higgs-Bosons im Jahr 2012 hat die Teilchenphysik keine großen Fortschritte gemacht. Daher wenden sich die Gedanken an Maschinen, die uns helfen können, die Realität auf unterschiedliche Weise zu erkunden.

Das Experiment, an dem Gschwendtner mit dem Namen AWAKE arbeitet, erzeugt eine Plasmawelle – ein Gas aus geladenen Teilchen – und lässt Elektronen vorbeisurfen. Während die meisten Collider immer größer und teurer werden, sind diese unterirdische Maschine und ähnliche, bekannt als Wakefield-Plasmabeschleuniger, kompakt. Lassen Sie sich jedoch nicht von seiner Größe täuschen, denn er hat es in sich. Im Vergleich zu CERNs riesigem Large Hadron Collider (LHC) kann die Wasserplasmafeldtechnologie viel stärkere Beschleunigungen über eine festgelegte Distanz bewältigen. „Bis zu 1.000 weitere Arbeiter“, sagt Gschwendtner.

Bewährt wirksam. In den letzten Jahren hatte AWAKE eine Reihe von Erfolgen bei der Beschleunigung von Elektronen über eine Entfernung von nur wenigen Metern. Letztes Jahr hat es einen entscheidenden Test bestanden, und jetzt bereiten sich Forscher darauf vor, es zu höheren Energien zu bringen. …