Die bisher letzten Kollisionen im LHC wurden im Jahr 2012 aufgezeichnet. Die Analyse dieser Daten bestätigte unter anderem die Existenz eines sogenannten Higgs-Bosons. In den Jahren 2013 und 2014 wurde der Beschleuniger für den Betrieb bei deutlich höheren Strahlenergien – und entsprechend höheren Strömen in den supraleitenden Magneten – vorbereitet. Das CMS-Experiment nützte diese Zeit für Wartungs- und Verbesserungsarbeiten an verschiedenen Detektorelementen und der Datenerfassung. Das Triggersystem, das interessante Kollisionen für die weitere Auswertung auswählt, wurde von HEPHY modernisiert und für den Betrieb bei höheren Kollisionsraten vorbereitet.
In den letzten Monaten wurden die LHC-Magnete wieder auf die Betriebstemperatur von etwa -271°C abgekühlt. Am Ostersonntag traten die Vorbereitungsarbeiten in eine entscheidende Phase ein: zum ersten Mal seit zwei Jahren wurde ein Protonstrahl wieder in den LHC eingeleitet. Bei jeder Wiederholung dieses Vorgangs wurden die Protonen einen Sektor (1/8 des Umfangs, d.h. etwa 3km) weitergeleitet, bis zum vollen Umlauf der Teilchen im Beschleuniger. Dabei wurden auch wiederholt “splashes” für das CMS Experiment erzeugt: dabei werden die Protonen auf ein Hindernis knapp vor dem Experiment geleitet. Die dabei entstehenden Sekundärteilchen “besprühen” den Detektor und werden von vielen Detektorelementen gleichzeitig registriert. Mit dieser Technik können die verschiedenen Teile von CMS untereinander und mit dem Beschleuniger synchronisiert werden.
Die Rückkehr der Strahlen in den LHC ist ein wichtiger Schritt zur Wiederaufnahme des Physikbetriebes, dem im kommenden Monat allerdings viele weitere folgen müssen: vor allem die Beschleunigung der Protonen auf die neue Rekordenergie von 6.5 TeV. „Die Physiker des CMS-Experiments erwarten mit Ungeduld die ersten Proton-Proton Kollisionen bei dieser Energie“, sagt Wolfgang Adam, leitender Wissenschafter am HEPHY. „Die Beobachtung dieser Kollisionen wird die genauere Messung der Eigenschaften des Higgs-Bosons ermöglichen und uns der Antwort nach fundamentalen Fragen, wie der nach dem Ursprung der dunklen Materie im Universum, näherbringen.“
Proton-Proton-Kollisionen bei diesen bisher unerreichten Energien werden erst in den nächsten Monaten erwartet. Die ersten Ergebnisse aus diesen Kollisionen werden bei der Tagung der Europäischen Physikalischen Gesellschaft (http://eps-hep2015.eu) präsentiert. Diese Konferenz findet vom 22.-29. Juli erstmalig in Wien statt und wird die größte Konferenz im Bereich der Teilchenphysik in diesem Jahr sein. Die Konferenz wird vom Institut für Hochenergiephysik gemeinsam mit der Universität Wien, der Technischen Universität Wien und dem Stefan-Meyer-Institut der ÖAW organisiert.