Zwei Jahre lang haben hunderte Ingenieure und Techniker im Tunnel des LHC gearbeitet, um den Large Hadron Collider auf seine zweite Laufzeit aufzurüsten. Jetzt ist es geschafft. Aber was genau hat sich eigentlich geändert?
Der Strahl: Mehr Energie, stärkerer Fokus
Mit der zweiten Laufzeit wird der LHC seine volle Leistung von 13 Teraelektronenvolt erreichen. In jeder der beiden Strahlrichtungen werden die Teilchen dann bis auf die Energie von 6,5 TeV beschleunigt und in den Detektoren zur Kollision gebracht. In der ersten Laufzeit waren es nur vier TeV pro Strahl. Diese Steigerung wird es ermöglichen, neue Partikel zu erzeugen und zuvor nicht mögliche Nachweise zu erbringen – so jedenfalls die Hoffnung.
Mit der höheren Energie werden die Teilchenstrahlen im Beschleunigerring stärker fokussiert. Zuvor jagten die Teilchen in rund 3.000 Paketen von jeweils rund 100 Milliarden Protonen durch den Ring. Jedes Paket glich dabei einer feinen Nähnadel von wenigen Zentimetern Länge und rund einem Millimeter Durchmesser. In der neuen Laufzeit ist der Querschnitt geringer, dadurch werden mehr Wechselwirkungen und mehr Kollisionen möglich.
Die Kollisionen: Spurensuche im Teilchendickicht
Gleichzeitig wird sich die Zahl der Pakete pro Strahl erhöhen: Die Protonenklumpen folgen nun nicht mehr im Abstand von 50 Nanosekunden aufeinander, sondern alle 25 Nanosekunden. Auch das erhöht die Zahl der Kollisionen in den Detektoren. Das ist gut, bringt aber auch Probleme mit sich: Wenn zu viele Kollisionen gleichzeitig geschehen, dann entsteht ein solches Dickicht an Teilchenspuren, dass die Detektoren diese kaum mehr zuordnen können.
