Und zwar beim CERN, wo heute morgen die ersten Protonenstrahlen im LHC zirkulieren.

Der Start scheint rundum geglückt zu sein, zumindest wenn man sich angesichts des zusammengebrochenen Live-Webcasts auf einen Augenzeugen verlassen kann:

Es läuft alles viel besser als geplant. Die Physiker sind alle ganz aus dem Häuschen (und die Ingenieure wohl auch).

Ali Arbia

Die ersten Umläufe knapp unterhalb der Lichtgeschwindigkeit sind geschafft, man kann also mit Spannung auf die ersten Kollisionsexperimente in einigen Wochen warten.

Das CERN liefert mit seinem neuen Superbeschleuniger ein schönes Beispiel dafür, dass ein milliardenschweres und über Jahrzehnte international geplantes Grossprojekt auch auf Anhieb funktionieren kann. Ob's wohl daran liegt, dass hier Forschungs- und nicht ausschliesslich Wirtschaftsinteressen im Vordergrund standen?

Hauptattraktion des CERN ist der sich noch in der finalen Bauphase befindliche Large Hadron Collider (LHC), ein Beschleunigerring, in dem Protonen und Bleiionen ab Sommer 2008 auf annähernd Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und anschliessend zur Kollision gebracht werden sollen.

LHC - Die Theorie

Protonen oder Bleiionen werden in einer Ionenquelle hergestellt und durchlaufen zunächst einen Linearbeschleuniger sowie kleinere Ringbeschleuniger, bevor sie in den ersten grossen Ringbeschleuniger, das Super Proton Synchroton (SPS) eingespeist werden. Die durch das SPS nochmals beschleunigten Teilchen werden auf zwei gegenläufigen Bahnen in den LHC eingespeist, in dem sie weiter beschleunigt und schliesslich in einem der Detektoren auf Kollisionskurs gebracht werden. Durch die Analyse der dabei entstehenden subatomaren Teilchen erhoffen sich die Wissenschaftler weitergehende Erkenntnisse über den Aufbau der Materie. Insbesondere sollte es mit Hilfe des LHC möglich sein, Higgs-Bosonen, die einzigen durch das Standardmodell der Elementarteilchenphysik vorhergesagten Elementarteilchen, deren Existenz bisher noch nicht experimentell bewiesen werden konnte, nachzuweisen.

Schemazeichnung des gesamten LHC-Sytems:

Die Vorbeschleuniger sind blau, der LHC-Ring ist schwarz eingezeichnet. Der LHC ist an acht Punkten zugänglich, an den vier Zugängen, an denen Detektoren installiert sind (beige), können die Teilchenstrahlen zur Kollision gebracht werden. An Punkt P4 (grün) ist das LHC-eigene Beschleunigungssystem installiert.

Rot eingetragen ist die COMPASS-Anlage, die nicht zum LHC gehört, aber wie dieser vom SPS gespeist wird.

Siehe auch: Animation und detaillierte Schemazeichnung auf den Seiten des CERN.

Der LHC, dessen Konstruktion mehr als 3 Milliarden Euro gekostet hat, soll in diesem Sommer in Betrieb gehen. Der Tag der Offenen Tür war für Nicht-Physiker damit wohl die letzte Möglichkeit, diese gigantische Maschine, in Augenschein zu nehmen.

Daher war der Besucherandrang an den LHC-Zugangspunkten gigantisch und uns wurde nach der Ankunft auf dem CERN-Hauptgelände im schweizerischen Meyrin mitgeteilt, dass wir es beim dort gelegenen Zugangspunkt P1 erst gar nicht versuchen sollten, sondern mit dem Shuttlebuss zum französischen CERN-Gelände in Prévessin fahren sollten, da von dort aus Busse zu den weniger überlaufenen französischen Einstiegspunkten P4 und P6 fahren würden.

Nach einer Fahrt im überfülltesten Bus, den ich je benutzt habe (die Schulbusse waren ein Kinderspiel dagegen), und einer dreiviertelstündigen Warterei auf den Anschlussbuss, wurde uns dann mitgeteilt, dass die Shuttlebusse wegen des grossen Andrangs momentan nicht fahren würden. Dumm gelaufen â€¦

COMPASS

So besuchten wir zunächst mal das COMPASS-Experiment, bei dem wir nach einiger Wartezeit eine englischsprachige Führung erwischten.

COMPASS erzeugt mit Hilfe von im SPS beschleunigten Protonen Myonen (eine Art schwere Elektronen) und nutzt diese anschliessend, um den Aufbau von Protonen und insbesondere die Entstehung ihres Spins zu analysieren. Dazu wird ein Myonenstrahl auf ein Zielmaterial, etwa Ammoniak, gerichtet und mit dahinterliegenden Detektoren die Ablenkung, die die Myonen dadurch erfahren, ermittelt.

Laienhaft gesehen, besteht COMPASS aus einer riesigen Halle, in der hinter Radioaktivitätswarnschildern und dicken Betonquadern grosse Metallkästen stehen. Beeindruckend ist auch schon, dass man beim Betreten der eigentlichen Versuchsanordnung als erstes die Bahn des Myonenstrahls kreuzt, der einfach durch die Luft geleitet wird. Das erklärt wohl auch die dicken Türen mit diversen Sicherheitseinrichtungen, die den Zugang zur Versuchsanordnung während eines laufenden Experiments verhindern.

COMPASS beherbergt auch zeitweise die kälteste Stelle des Planeten: Das Ziel, auf das der Myonenstrahl gerichtet wird, wird auf sagenhafte 0.05 Kelvin (-273.1 Â°C) abgekühlt. Daneben erscheinen die für den Betrieb des LHC notwendige Temperatur von 2 K und die Durchschnittstemperatur im Weltall (3 K) geradezu lauschig warm.

Nachdem er ein ganzes Arsenal an Detektoren durchlaufen hat, wird der Myonenstrahl einfach auf eine Metallplatte gelenkt, dadurch in alle Himmelsrichtungen gestreut und so unschädlich gemacht. Das ist doch mal eine einfache Methode der Abfallbeseitigung.

Auch die Radioaktivität, die bei der Interaktion der Myonen mit Materie ensteht, klingt extrem schnell ab, wenn die Myonenquelle abgeschaltet wird. Für uns Besucher bestand also keinerlei Gefahr.

LHC - Die Praxis

Nach der COMPASS-Besichtigung hatten wir die Hoffnung auf einen Abstieg zum LHC schon so gut wie aufgegeben, aber zufällig kam gerade in dem Moment, als wir die Bushaltestelle passierten, ein Shuttlebus vorbei. Wir konnten unser Glück kaum fassen und enternten den Bus zu Punkt P4. Gegen 15 Uhr erreichten wir die Mehrzweckhalle in Echenevex, wo wir Tickets für einen Abstieg um 17 Uhr ergatterten.

Immerhin mussten wir nicht die ganze Zeit in einer Schlange stehen, und so konnten wir die Zeit mehr oder weniger sinnvoll für eine Begutachtung des verschlafenen Örtchens und den Genuss einer Tasse Kaffee nutzen. Bei der Kaffeepause war dann auch wieder klar, dass wir uns in Frankreich befanden: In der Schweiz hätte es bei so einer Gelegenheit wohl keinen Kaffee für einen oder ein Viertele Wein für zwei Euro (bzw. 1.60 und 3.20 CHF) gegeben â€¦

Um kurz vor Fünf standen wir dann doch in einer Schlange, bis wir aufs lokale CERN-Gelände gelassen wurden dauerte es fast noch eine Stunde. Schliesslich war aber dann doch der grosse Moment gekommen und wir fuhren mit roten Helmen bewaffnet 150 Meter hinab in die Unterwelt. Zu sehen gab es dann den LHC-Tunnel mit den beiden Beschleunigerröhren sowie die eigentliche Beschleunigungsvorrichtung.

Echenevex ist der einzige Punkt entlang des LHCs, an dem die Protonen bzw. Bleiionen nochmals beschleunigt werden. Die dazu notwendigen hochfrequenten elektrischen Felder beschleunigen die Teilchen in etwa 20 Minuten auf ihre Endgeschwindigkeit von 99.9999% der Lichtgeschwindigkeit, bei der ein Teilchen die 27 km des LHC etwa 10 000 mal in der Sekunde zurücklegt. Dabei bezieht der Beschleuniger rund 200 Megawatt aus dem französische Energienetz, was der halben Leistung eines kleinen Atomkraftwerks entspricht.

In dem Tunnel zu stehen und dabei zu versuchen, sich diese Zahlen vorzustellen, war ein ziemlich beeindruckendes Erlebnis.

Kollaps der Infrastruktur

Wieder an der Oberfläche gab es dann die nächste Gelegenheit zum Warten, nämlich auf den Bus zurück nach Prévessin. Als schliesslich ein Bus auftauchte, ging es schon auf 19 Uhr zu, wir hatten die Information, dass die Shuttlebusse bis 19:30 Uhr fahren würden und noch zwei weitere Busverbindungen zu erreichen.

In Prévessin dann das gleiche Spiel: Warten ohne konkrete Informationen ob oder wie es weiter geht, schliesslich tauchte ein Bus auf, der sich sardinenmässig füllte und Richtung Meyrin fuhr. Dass der Busfahrer eine ganz andere Route als auf der Hinfahrt nahm, zwischendrin immer mal wieder anhielt und selbst nicht ganz genau zu wissen schien, wo er letztlich hin sollte, sorgte dann auch nicht gerade für Optimismus.

Als dann auch noch das Gerücht aufkam, dass die Shuttlebusse vom CERN-Gelände zu den Parkplätzen nicht mehr fahren würden, sank die Stimmung erstmals deutlich. Nach einer weiteren Wartezeit ohne die Möglichkeit verlässliche Informationen zu bekommen, erschien aber doch noch ein entsprechender Bus, der wieder eine ganz andere Route nahm. Nur mit der Hilfe eines freundlichen deutsch sprechenden Einheimischen haben wir dann die richtige Bushaltestelle gefunden, auf uns allein gestellt wären wir sonst wo gelandet.

Aber so nahm der Ausflug doch noch ein gutes Ende und auf der Suche nach dem Parkplatz haben wir uns noch mit einer japanischen Besuchergruppe solidarisiert, die auch nach Bern zurück musste.

Fazit

Es war ein beeindruckendes Erlebnis, sowohl hinsichtlich der Wissenschaft, als auch was die Wartezeiten und die Organisation angeht. Ein internationales Grossforschungsinstitut unterscheidet sich offensichtlich nicht wesentlich von einer Universität, wenn es einen besonderen Anlass organisieren muss.

Die Mitarbeiter, die die Führungen gemacht haben, waren sehr freundlich und engagiert, die Stimmung war allgemein extrem gut, auch nach langen Wartezeiten und in überfüllten Bussen.

Aber organisatorisch gäbe es einiges zu verbessern:

• Häufiger fahrende Shuttlebusse mit einem halbwegs regelmässigen Fahrplan. Damit würde man das Warten-auf-Godot-Gefühl verhindern.
• Klare Informationen über die Buslinien und Haltestellen vor Ort. Ein unzureichender Plan im Internet nutzt nicht besonders viel, an den Hauptumsteigestellen wäre ein Ansprechpartner nett gewesen und auch Durchsagen im Bus (auch Englisch?) hätten einige Unsicherheiten beseitigen können.
• Mehr Informationen, und die auch in anderen Sprachen als Französisch. Ich war schon überrascht, dass fast alle Poster und die Vorträge in Echenevex ausschliesslich in Französisch waren. An den Stellen, an denen man sowieso anstehen muss, wären mehrsprachige Poster mit grundlegenden Informationen zum jeweiligen Experiment nicht schlecht gewesen.
• Klarere Signalisation. Vor den einzelnen Besichtigungspunkten standen Fahnen mit dem Namen der jeweiligen Sehenswürdigkeit. Das war zwar sehr hübsch anzusehen, aber ein gosses Schild hätte man besser lesen können. An strategischen Punkten, insbesondere an den Bushaltestellen, hätte man Karten und Informationen über Besichtigungsmöglichkeiten des jeweiligen Standorts aushängen können.
• Mehr Souvenir-Shops. Ich hätte ja nicht gedacht, dass ich das mal schreiben würde, aber ich habe tatsächlich keine Gelegenheit gefunden, ein Mitbringsel zu kaufen. In Mayrin wäre das wohl problemlos möglich gewesen, aber als wir dorthin zurückgekommen waren, hatte natürlich schon alles geschlossen.
• Besserer Internetauftritt. Die Seite zum Tag der Offenen Tür gab es in französischer und englischer Ausführung. Links im englischen Teil führten aber oft zu französischen Dokumenten oder Unterseiten, das PDF mit dem englischen Vortragsprogramm verschwand nach einigen Tagen plötzlich, der Link führte dann zur französischen Ausgabe.

Das Hauptproblem war der unregelmässige Busverkehr, der wahnsinnig viel Zeit gekostet hat. Beim nächsten Tag der Offenen Tür beim CERN, der erst in mehreren Jahren stattfinden wird, würde ich grundsätzlich überall mit dem eigenen Auto hinfahren.

Hätten wir uns nicht auf die Busse verlassen, hätten wir sicher mehr Dinge sehen können, es war aber trotzdem ein sehr erlebnisreicher Tag und wir haben es sicher nicht bereut, nach Genf gefahren zu sein.

Immerhin kann ich nun sagen, dass ich den LHC gesehen habe, bevor er die Welt verschlingt. :-)

Das LHC-Diagramm beruht auf dem in den Wikipedia Commons zu findenden Bild von Arpad Horvath und steht wie dieses unter folgender Lizenz: Creative Commons Attribution ShareAlike 2.5.