Zurück zum Urknall

Erste Bilder der Kollisionen mit schweren Ionen beim CMS-Experiment

Eine weitere Phase des experimentellen Programms des LHC-Beschleunigers hat begonnen. Zum ersten Mal wurden Blei-Ionen, die schwersten stabilen Elemente, aufeinander geschossen. Die dabei entstehenden enormen Temperaturen ermöglichen es das Verhalten von Materie wenige Mikrosekunden nach dem Urknall zu studieren. Das Ziel ist es kleine Mengen von diesem Ur-Materiezustand, dem so genannten Quark Gluon Plasma, herzustellen und dessen Eigenschaften zu studieren.

Auch das CMS-Experiment, an dem Österreich beteiligt ist, nimmt an der Datennahme mit Blei-Ionen teil. Ivan Mikulec vom Institut für Hochenergiephysik der Österreichischen Akademie der Wissenschaft (ÖAW) ist bei CMS verantwortlich für den so genannten "Trigger". Dies ist ein komplexes System welches die Auswahl der interessanten Ereignisse in Realzeit durchführt. Ivan Mikulec erklärt warum dieses System so wichtig ist: "Die Schwerionenereignisse haben völlig andere Eigenschaften als die schon bekannten Kollisionen mit Protonen. Auf Grund der stärkeren und komplexeren Signale kann es zu Fehlentscheidungen kommen. Die große Anzahl der Spuren erzeugt auch deutlich größere Datenmengen, die vom Datenerfassungssystem verarbeitet werden müssen." Wesentliche Elemente des Triggers wurden am Institut für Hochenergiephysik in Wien entwickelt und gebaut.

Institutsdirektor Christian Fabjan weist auf die effiziente Nutzung des Beschleunigers durch verschiedene experimentelle Programme hin. Mit Beginn der Schwerionenanalyse wird die gleiche Investition auch in einem weiteren höchst aktuellen Gebiet der Kern- und Teilchenphysik genutzt. Hier übernimmt der LHC nun die Führungsrolle von dem Relativistischen Schwerionenbeschleuniger (RHIC) am Brookhaven National Lab (BNL) nahe New York.

Theoretische Studien zum Quark-Gluon-Plasma werden in Wien an der TU Wien in der Gruppe von Anton Rebhan gemacht, der schon sehr gespannt auf die neuen Daten ist: "Mit den nun begonnenen Schwerionenexperimenten wird das Quark-Gluon-Plasma bei viel höheren Temperaturen als bisher erzeugt werden, womit endlich die Ideen, die wir dazu entwickelt haben, getestet werden können."

Es ist geplant, den Betrieb mit Blei-Ionen bis zum 6. Dezember 2010 fortzusetzen. Damit wird für den LHC und das CMS Experiment ein unglaubliches Jahr abgeschlossen. Die Daten des heurigen Jahres haben dutzende Artikel über neue physikalische Messungen ermöglicht. Mit diesen neuen Daten der Schwerionenkollisionen werden jetzt noch viele weitere experimentelle und theoretische Arbeiten hinzukommen.


Ereignisbilder
Animation einer der ersten Kollisionen
Auf YouTube in 3D


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