Das Super Proton Synchrotron am CERN ist wieder in Betrieb

Das Super Proton Synchrotron, der zweitgrößte Beschleuniger am CERN. (Credits: Image: CERN)
Das Super Proton Synchrotron, der zweitgrößte Beschleuniger am CERN. (Credits: Image: CERN)

Das Super Proton Synchrotron lebt seinen Superlativ aus. Es ist der zweitgrößte Beschleuniger am CERN und das letzte Verbindungsglied in der Beschleunigerkette, die dem Large Hadron Collider (LHC) Teilchenstrahlen zuführt. Darüber hinaus unterstützt er Strahlen für eine Reihe Experimente, die nicht mit dem LHC zusammenhängen und die sich einer beeindruckenden Themenvielfalt widmen: von Präzisionstests des Standardmodells der Teilchenphysik bis hin zu Untersuchungen des Quark-Gluonen-Plasmas. Quark-Gluonen-Plasma ist ein Materiezustand, von dem man annimmt, dass er kurz nach dem Urknall existierte.

Nach dem Neustart des Proton Synchrotron Booster und des Proton Synchrotron nach dem zweiten langen Herunterfahren des CERN-Beschleunigerkomplex sind das Super Proton Synchrotron (SPS) und dessen Experimente jetzt ebenfalls wieder in Betrieb.

Das SPS führt allen Experimenten in der North Area des CERN und den damit verbundenen Teststrahlgebieten Teilchenstrahlen zu, ebenso dem AWAKE-Experiment und der HiRadMat-Einrichtung. Das AWAKE-Experiment untersucht die Verwendung eines Kielfeldes, das von Protonen erzeugt wird, die ein Plasma durchströmen, um geladene Teilchen zu beschleunigen. HiRadMat testet Materialien und Beschleunigerkomponenten unter extremen Bedingungen.

Die Experimente in der North Area sind ein Grundpfeiler des Experimentalprogramms. NA58/COMPASS erforscht, wie Quarks und Gluonen zusammengesetzte Teilchen wie Protonen und Pionen bilden. NA61/SHINE untersucht das Quark-Gluonen-Plasma und führt Teilchenmessungen für Experimente bezüglich Neutrinos und kosmischen Strahlen durch. NA62 untersucht seltene Zerfallsprozesse von Kaonen und sucht nach neuen, schweren, neutralen Leptonen. NA63 erforscht Strahlungsprozesse in starken elektromagnetischen Feldern. NA64 sucht nach neuen Teilchen, die eine neue Kraft zwischen sichtbarer und Dunkler Materie übertragen könnten, oder aus denen die Dunkle Materie selbst bestehen könnte. Und NA65, ein neues Experiment, das im Jahr 2019 genehmigt wurde, wird Messungen von Tau-Neutrinos für Neutrinoexperimente und für Prüfungen des Standardmodells vornehmen.

NA62 hat gerade wieder mit der Sammlung von Daten für physikalische Studien begonnen, und die restlichen Experimente werden in den kommenden Wochen und Monaten damit beginnen. Zu den Highlights gehören der Start von NA65 im September und die ersten Probeläufe im Oktober im Rahmen der Physics Beyond Colliders Initiative, darunter AMBER (der Nachfolger von COMPASS) und NA64m (NA64 mit Myonenstrahlen).

„Es ist immer aufregend, dem Neustart der Experimente beizuwohnen, sowie die neuen Daten der Experimente zu sehen, nicht zuletzt nach den umfangreichen Verbesserungen, die in den letzten zwei Jahren an ihnen vorgenommen wurden“, sagte Johannes Bernhard, der Leiter der Liaison to Experiments Section am CERN. „Und wenn die vergangenen Datensammlungsläufe einen Indikator darstellen, wird es reichlich neue physikalische Ergebnisse zum Prüfen und zur Durchführung zukünftiger Studien geben.“

Quelle

(THK)

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