Der Large Hadron Collider (LHC) des CERN könnte irgendwann von einem noch gewaltigeren Physik-Experiment abgelöst werden, das diese Woche eine technische Überprüfung bestanden hat.
Das noch größere Projekt heißt Future Circular Collider (FCC). Der geplante 91 Kilometer lange Ring wurde bislang weder offiziell genehmigt noch (was vielleicht noch entscheidender ist) finanziert – und selbst wenn es grünes Licht gäbe, würde das Projekt erst in mehr als einem Jahrzehnt starten und möglicherweise erst gegen Ende des Jahrhunderts fertiggestellt.
Dennoch betrachtet CERN diesen Teilchenbeschleuniger der nächsten Generation als entscheidende Infrastruktur, um einige der rätselhaftesten Phänomene des Universums zu untersuchen – darunter dunkle Materie und dunkle Energie. Der Collider könnte Physiker*innen auch helfen, die Geheimnisse der Antimaterie und der leichtesten Teilchen des Universums zu entschlüsseln – Teilchen, die Millionen Mal kleiner als ein Elektron sind und von denen pro Sekunde rund 100 Billionen durch unseren Körper flitzen.
Der LHC war in den letzten 20 Jahren entscheidend für viele bahnbrechende Entdeckungen in der Teilchenphysik. Die bedeutendste davon war 2012 der Nachweis des Higgs-Bosons, doch der LHC hat darüber hinaus zahlreiche weitere Teilchen und ihre Wechselwirkungen sichtbar gemacht. Seit der Higgs-Entdeckung jagen Forschende diesem Meilenstein hinterher – und suchen nach Möglichkeiten, über das hinauszugehen, was die in die Jahre gekommene (aber weiterhin leistungsfähige) Infrastruktur des LHC leisten kann.
Derzeit wird der LHC zum High Luminosity-LHC aufgerüstet, was die Leuchtkraft der Anlage verzehnfachen und die Zahl der untersuchbaren Higgs-Bosonen um eine Größenordnung erhöhen soll. Doch selbst in dieser verbesserten Version wird der Collider nicht die Energie liefern können, die CERN für den FCC anstrebt.
Der zukünftige Collider soll in zwei Phasen gebaut werden: Zunächst ein Elektron-Positron-Beschleuniger, der laut AFP 2046 in Betrieb gehen soll, gefolgt von einem Proton-Proton-Beschleuniger im Jahr 2070. Das angestrebte Energieniveau beträgt 100 Billionen Elektronenvolt – mehr als das Siebenfache der bisher vom LHC erreichten Rekordenergie.
Die Machbarkeitsstudie zum FCC wurde gestern veröffentlicht – es handelt sich also nicht um einen Aprilscherz – und beschreibt einen Beschleuniger, der dreimal so groß ist wie der LHC und doppelt so tief unter der Erde liegt. Der LHC soll bis 2041 betrieben werden, was bedeutet, dass der FCC im Idealfall nur fünf Jahre später in seiner ersten Phase starten könnte – vorausgesetzt, alle Zeitpläne halten.
Die Mitgliedstaaten des CERN haben bis 2028 Zeit, um über die Finanzierung dieses Mammutprojekts zu entscheiden. Einige Physiker*innen und Umweltgruppen haben bereits Bedenken geäußert: Sie meinen, das Geld solle besser in kleinere wissenschaftliche Projekte investiert werden – und kritisieren den enormen Energiebedarf des geplanten Colliders. Zum Vergleich: Der neue FCC würde rund 17 Milliarden Dollar kosten – mehr als doppelt so viel wie der Bau des LHC, der etwa 8 Milliarden Dollar verschlang.
Es gibt zahlreiche menschliche und politische Aspekte, die noch diskutiert werden müssen – doch laut dem Bericht vom Montag steht dem Megaprojekt technisch nichts im Weg. Nun liegt die größte Herausforderung für CERN auf politischer Ebene: Entscheidungsträger*innen vom Nutzen des Projekts zu überzeugen – und den nötigen Willen aufzubringen, um es Wirklichkeit werden zu lassen.
