Der Large Hadron Collider (LHC) am CERN hat seinen letzten Physikbetrieb beendet und ist in die dritte lange Stillstandsphase (Long Shutdown 3) gegangen. In den kommenden Jahren werden umfangreiche Wartungs-, Konsolidierungs- und Umrüstarbeiten durchgeführt, um den Beschleuniger für den High-Luminosity LHC (HiLumi LHC) ab etwa 2030 vorzubereiten. Die Luminosität soll dabei um bis zu den Faktor zehn gesteigert werden.
Antecedentes
Seit dem Start des Physikbetriebs im Jahr 2009 hat der LHC in drei Betriebsphasen (Run 1–3) enorme Datenmengen geliefert. Zu den wichtigsten Erfolgen zählen die Entdeckung des Higgs-Bosons 2012 sowie über 85 neue Hadronen. Der LHC hat maßgeblich zum Verständnis des Standardmodells der Teilchenphysik beigetragen und gleichzeitig strenge Grenzen für mögliche neue Physik jenseits des Standardmodells gesetzt.
Ziele von Long Shutdown 3
Während der mehrjährigen Stillstandsphase werden rund 1,2 Kilometer an Magneten und Komponenten im LHC-Tunnel ausgebaut und durch neue, leistungsfähigere Elemente ersetzt. Die großen Experimente ATLAS und CMS erhalten umfangreiche Upgrades, darunter neue Triggersysteme, vollsiliziumbasierte Spurdetektoren mit Milliarden von Kanälen sowie hochpräzise Zeitmessdetektoren. Ziel ist es, die deutlich höhere Kollisionsrate des HiLumi LHC bewältigen zu können (140–200 statt bisher ca. 60 Proton-Proton-Kollisionen pro Bunch).
Weitere Arbeiten am Beschleunigerkomplex
Neben dem LHC selbst werden auch andere Anlagen am CERN modernisiert. Dazu gehören Konsolidierungsarbeiten am SPS North Area, der Umbau von ECN3 zu einer hochintensiven Fixed-Target-Anlage sowie Renovierungen am ISOLDE-Experiment und bei Sicherheitssystemen. Tausende Fachkräfte von CERN und Partnerinstitutionen sind an den Arbeiten beteiligt.
Perspectivas
Der HiLumi LHC soll ab etwa 2030 deutlich mehr Daten liefern und damit präzisere Messungen des Higgs-Bosons sowie die Suche nach neuer Physik ermöglichen. Während der Stillstandsphase konzentriert sich die wissenschaftliche Arbeit auf die Analyse der bereits gesammelten Daten und die Vorbereitung der Experimente auf die nächste Betriebsphase.
Preguntas frecuentes
Was passiert während Long Shutdown 3?
Umfangreiche Wartungs-, Umbau- und Upgrade-Arbeiten am LHC und am gesamten CERN-Beschleunigerkomplex, um den Betrieb des High-Luminosity LHC ab 2030 vorzubereiten.
Wie stark wird die Leistung gesteigert?
Die Luminosität des HiLumi LHC soll bis zu zehnmal höher sein als beim aktuellen LHC.
Welche Experimente werden aufgerüstet?
Vor allem ATLAS und CMS erhalten neue Detektorkomponenten, die mit der deutlich höheren Kollisionsrate zurechtkommen.
Läuft während der Stillstandsphase überhaupt Forschung?
Ja. Die wissenschaftliche Arbeit konzentriert sich auf die Auswertung der bereits gesammelten Daten und die Vorbereitung der nächsten Betriebsphase.
Wann soll der HiLumi LHC starten?
Geplant ist der Beginn des Physikbetriebs um das Jahr 2030.
