Ein ringförmiger Tunnel, 27 Kilometer Umfang, 100 Meter tief unter der Erdoberfläche: Das ist das Herzstück des Teilchenbeschleunigers LHC. Wer ihn mit dem Fahrrad abfahren will, braucht eine Stunde. In Zukunft sollen hier die Kerne von Wasserstoff- und Bleiatomen kreisen, mit Höchstgeschwindigkeit, fast so schnell wie das Licht - 300.000 Kilometer in der Sekunde.

Kollision im Feuerball

Das geschieht in zwei Vakuum-Röhren, in denen sich die Atome in entgegengesetzter Richtung bewegen, bis zu dem Moment, auf den die Forscher so gespannt warten: Dann werden die Atomkerne mit voller Wucht aufeinanderprallen, es entsteht ein winziger, extrem heißer Feuerball, und die Atome zerbrechen in ihre Bestandteile.

Vier Nachweisgeräte, die Detektoren, sollen dann die Eigenschaften der entstandenen Teilchen registrieren, zum Beispiel ihre Flugbahn und ihre Energie.

Zahlreiche Elektromagnete werden dafür sorgen, dass die Atomkerne auf ihrer Kreisbahn bleiben. Würden sie mit der Wand zusammenstoßen, wären die Folgen fatal: Die Forschungsmaschine würde zerstört.

Explosion in der Kälte

Um die Magnetfelder zu erzeugen, müssen die Elektromagneten tiefgekühlt werden, auf minus 269 Grad Celsius, kurz vor dem absoluten Nullpunkt. Das geschieht mit flüssigem Helium. Rund hundert Tonnen werden davon benötigt, niemand hat je mit so riesigen Mengen hantiert.

Die Helium-Kühlung war es auch, die am 19. September 2008 zum Desaster führte: Eine defekte elektrische Kabelverbindung im Teilchenbeschleuniger erwärmte sich, und zwei Tonnen flüssiges Helium verdampften schlagartig. Die entstehende Druckwelle zerstörte zahlreiche Magnete und riss sie aus der Verankerung. Seitdem wird die Forschungsmaschine repariert.

Existiert das Higgs-Teilchen?

Das LHC-Projekt dient vor allem einem Zweck: das Higgs-Teilchen zu finden, benannt nach dem schottischen Physiker Peter Higgs, der es 1964 beschrieben hat. Nach seinen Vorstellungen ist das Higgs-Teilchen die Ursache dafür, dass alle Materieteilchen auch eine Masse besitzen. Bisher existiert es nur in der Theorie. Die Forscher am CERN wollen es nun endlich finden.

Autorin: Cornelia Borrmann

Redaktion: Klaus Dartmann

Diesen Beitrag sehen Sie bei Projekt Zukunft, dem Wissenschaftmagazin auf DW-TV in der Ausgabe vom 20.09.2009.

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