Offiziell wird der drei Milliarden Euro teure Beschleuniger des europäischen Teilchenforschungszentrums Cern erst am 21. Oktober in Betrieb genommen. Aber bereits am 10. September sollen die ersten Atomkerne testweise in der ringförmigen Teilchenschleuder kreisen. 600 Millionen Mal pro Sekunde wird dann im LHC ein Mini-Urknall stattfinden.

Der größte Kühlschrank der Welt: In dem Beschleuniger ist es mit minus 271,3 Grad Celsius etwas kälter als im Weltall (minus 270,4 Grad). Gleichzeitig wird es bei den Atomkernkollisionen - auf winzigem Raum – 100.000 Mal heißer als im Zentrum der Sonne.

858 Hochleistungs- Elektromagneten bündeln den Teilchenstrahl wie eine Sammellinse das Licht und zwingen die Protonen so auf ihrer Kreisbahn zu rotieren. Das Magnetfeld ist etwa 100.000 Mal stärker als das irdische. Der Strombedarf ist mit 120 Megawatt so groß wie derjenige der nahen 160.000-Einwohner-Stadt Genf.

Die Wasserstoff-Atomkerne (Protonen) erreichen 99,9999991 Prozent der Lichtgeschwindigkeit, jede Sekunde drehen sie 11.245 Runden im unterirdischen Ring und legen 299.780 Kilometer zurück.

Gewichtig wie die Maschine sind auch die Fragen, die sie beantworten soll: Die mehreren tausend Physiker, die mit dem LHC arbeiten werden, erwarten fundamentale Erkenntnisse zur Dunklen Materie, zum ungelösten Rätsel, wie Materie zu ihrer Masse kommt, und zur Entwicklung des Universums. So ist etwa immer noch rätselhaft, warum im Urknall nicht gleichviel Materie und Antimaterie entstanden sind, die sich gegenseitig wieder vollständig ausgelöscht hätten, ohne Material für Sterne, Planeten und schließlich auch Menschen übrig zu lassen.

«Die Frage ist also letztlich: Warum sind wir überhaupt da? Das ist völlig mysteriös», wie es der Münchner Physikprofessor Siegfried Bethke ausdrückt. «Eigentlich dürfte es uns gar nicht geben. Das ist doch Grund genug, mal nachzuforschen.» Bethke hat mit seiner Gruppe vom Max-Planck-Institut für Physik wesentliche Teile des größten LHC-Detektors Atlas entwickelt. Die massigen Detektoren sind so groß wie ein fünfstöckiges Haus. Sie messen den Partikelhagel, der bei jeder Kollision im LHC entsteht.

Aus diesem Hagel hoffen die Physiker, zahlreiche bislang unentdeckte Elementarteilchen und Hinweise auf neue Naturgesetze zu fischen - etwa das langgesuchte Higgs-Teilchen, das oft als eine Art Heiliger Gral der Teilchenphysik bezeichnet wird. Es soll erklären, warum Teilchen überhaupt eine Masse besitzen. Das Universum ist nach der Theorie des britischen Physikers Peter Higgs von einer Art Sirup durchzogen, der Teilchen je nach ihren Eigenschaften unterschiedlich stark bremst und ihnen so ihre Masse verleiht. Ohne diesen Mechanismus ist das sogenannte Standardmodell vom Aufbau der Materie nicht komplett.

«Die Messungen an bisherigen Beschleunigern zusammen mit der Theorie sagen ganz klar, dass dieses Higgs-Teilchen im Energiebereich des LHC liegen muss», betont der designierte Cern-Generaldirektor Rolf-Dieter Heuer vom Hamburger Teilchenforschungszentrum Desy (Deutsches Elektronen-Synchrotron). «Das Higgs-Teilchen wird aber sehr wahrscheinlich nicht die erste Entdeckung am LHC sein», meint der US-Physiknobelpreisträger von 2004, David Gross. Nach Schätzungen der beteiligten Teams könne dies leicht fünf Jahre dauern. «Vorher wird es wahrscheinlich andere aufregende Entdeckungen geben, mit denen niemand gerechnet hat.» (nz/dpa)