Back

Erste Kollisionen bei 7 TeV

Heute wurden im Large Hadron Collider (LHC) am CERN zum ersten Mal zwei Strahlen mit 3.5 TeV Protonen zur Kollision gebracht - dies ist ein neuer Weltrekord. Das CMS Experiment detektierte diese Kollisionen erfolgreich und markiert damit den Beginn der Physik Messungen am LHC.

30.03.2010

Um 12:58 Uhr erklärte der LHC Kontrollraum stabile kollidierende Strahlen, die unmittelbar danach im CMS-Detektor nachgewiesen wurden. Schon wenige Augenblicke später waren mit der vollen Leistung des Datenverarbeitungssytems des Detektors die Daten analysiert und die ersten Bilder von Teilchen aus 7 TeV Kollisionen produziert worden, die den CMS Detektor durchflogen.

In der ersten Stunde sammelte der vollbetriebsbereite CMS Detektor ungefähr 200000 Kollisionen. Die Daten wurden von einer gewaltigen Rechnerfarm am CERN gesichert und verarbeitet bevor sie an kollaborierende Teilchenphysiker aus der ganzen Welt für detaillierte Analysen weitergesendet wurden.

Der erste Schritt für CMS war die präzise Messung des Kollisionspunktes um Einstellungen sowohl des Experimentes, als auch des Beschleunigers zu optimieren. Die Messung wurde in Echtzeit durchgeführt und zeigte, dass die Kollisionen innerhalb von 3 Millimeter des exakten Mittelpunkts des 15 Meter messenden CMS Detektors stattfanden. Dies allein demonstriert schon die eindrucksvolle Genauigkeit der 27 km umfassenden LHC Maschine, und die ausgezeichnete Betriebsbereitschaft des CMS Detektors. Tatsächlich arbeiteten sämtliche Teile von CMS vorbildlich - vom Detektor selber, über das Trigger- und Datenerfassungssytem welches die Kollisionen selektiert und die interessantesten aufzeichnet, bis hin zur Software und zu den Servernetzwerken welche die Daten verarbeiten und verteilen.

"Dies ist der Moment auf den wir seit vielen Jahren gewartet und hingearbeitet haben. Wir stehen an der Schwelle eines neuen, unentdeckten Gebietes welches die Antworten auf viele der wichtigsten Fragen der modernen Physik beinhalten könnte", sagt CMS Sprecher Guido Tonelli. "Wieso hat das Universum überhaupt Substanz? Woraus besteht 95% unseres Universums wirklich? Können die bekannten Kräfte durch eine einzelne vereinheitlichte Kraft erklärt werden?". Die Antworten auf Fragen wie diese könnten von der Produktion und dem Nachweis von Teilchen im Labor abhängen, die den Physikern bisher entgangen sind. "Bald werden wir eine systematische Suche in Gang setzen, nach dem Higgs-Boson und nach Teilchen, die von neuen Theorien wie der 'Supersymmetrie' vorhergesagt werden und die möglicherweise den großen Anteil von dunkler Materie in unserem Universum erklären können. Wir sind überzeugt davon, dass CMS in der Lage sein wird sie zu finden, sollten sie denn existieren und vom LHC produziert werden." Aber bevor diese Suchen anlaufen können ist es unerlässlich die Komplexität des CMS Detektors vollständig zu verstehen. "Wir haben bereits jetzt damit begonnen die bekannten Teilchen des Standardmodells im Detail zu analysieren um die Signale unseres Detektors genau zu verstehen und um alle möglichen Hintergrundprozesse zu neuer Physik präzise zu messen. Es kommen definitiv spannende Zeiten auf uns zu".

Bilder und Animationen einiger der ersten Kollisionen im CMS Detektor können auf der öffentlichen CMS Website gefunden werden: http://cms.cern.ch

CMS ist einer der beiden Vielzweck-Detektoren am LHC, die gebaut wurden um nach neuer Physik zu suchen. Er wurde speziell entwickelt um möglichst viele der Teilchen und Phänomenen nachzuweisen, die in den hochenergetischen Proton-Proton Kollisionen des LHC produziert werden. CMS wird uns helfen Fragen zu beantworten wie: Woraus besteht das Universum, und welche Kräfte wirken darin? Was gibt allem Substanz? Außerdem werden mit ihm die Eigenschaften schon bekannter Teilchen mit noch nie dagewesener Präzision gemessen werden, und man wird mit ihm stets auf der Suche nach komplett neuen, unvorhergesehenen Phänomenen sein. Solche Forschung verbessert nicht nur unser Verständnis der Mechanismen die in unserem Universum am Werke sind, sondern könnte auch eines Tages Technologien inspirieren welche unser Leben verändern.

Es wird erwartet, dass die derzeitige Betriebsperiode des LHC achtzehn Monate andauern wird. Dies sollte den LHC Experimenten ermöglichen genug Daten aufzunehmen um in allen Bereichen in denen neue Physik erwartet werden kann, Neuland zu betreten.

Das grundsätzliche Design des CMS Experiments stammt aus dem Jahre 1992. Der Bau des gigantischen Detektors (15 m Durchmesser bei 21 m Länge und einem Gewicht von 12'500 t) dauerte 16 Jahre.

"Es ist ein grossartiger Tag um Teilchenphysiker zu sein", sagte CERN Generaldirektor Rolf heuer. "Eine Menge Leute haben nun lange auf diesen Moment gewartet, aber ihre geduld und Ausdauer beginnt Früchte zu tragen".

"Über 2000 Doktoratsstudenten warten ungeduldig auf Daten vom LHC,", so Heuer weiter, "es ist ein Privileg die ersten Dissertationen mit Daten von Kollisionen höchsten Energien zu schreiben.