China baut den größten Teilchenbeschleuniger der Welt

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China bereitet den Bau eines kreisförmigen Teilchenbeschleunigers in einem 100 Kilometer langen unterirdischen Tunnel vor, um das „Gottesteilchen“ zu erzeugen.

Im Inneren des Teilchenbeschleunigertunnels. Foto: iStock — Im Inneren des Teilchenbeschleunigertunnels. Foto: *iStock*

Der Bau des fünf Milliarden Dollar teuren kreisförmigen Elektron-Positron-Colliders (CEPC), auch als Higgs-Fabrik bekannt, wird etwa zehn Jahre dauern und das nächste globale Zentrum der Teilchenphysik werden, so Wang Yifang, Direktor des Instituts für Hochenergiephysik in Peking, wie Interesting Engineering am 8. März berichtete. Indem CEPC Elektronen und ihre Antiteilchen, die Positronen, in einem 100 Kilometer langen unterirdischen Tunnel auf extrem hohe Energien beschleunigt und miteinander kollidiert, erzeugt es Millionen von Higgs-Bosonen und ermöglicht den Wissenschaftlern damit neue Entdeckungen jenseits des Standardmodells, der derzeit besten Theorie zur Beschreibung der fundamentalen Bausteine des Universums.

Das ehrgeizige Projekt wird China auch dabei helfen, eine weltweit führende Rolle und Vorreiterrolle in der Hochenergiephysik einzunehmen. Laut Wang hat der technische Entwurfsbericht des CEPC, an dem 1.000 Wissenschaftler aus 24 Ländern beteiligt waren und dessen Fertigstellung fünf Jahre gedauert hat, die internationale Prüfung bestanden und bei seiner Veröffentlichung im vergangenen Dezember auch das Feedback der Physikergemeinde berücksichtigt.

Der Bericht sowie zahlreiche im letzten Jahrzehnt gebaute und getestete Prototypen demonstrieren Chinas Fähigkeit, eine derart große wissenschaftliche Einrichtung zu entwerfen und zu bauen. Die Idee zum Bau des CEPC wurde erstmals 2012 von Wang und seinen Kollegen vorgeschlagen, nachdem das Higgs-Boson, auch bekannt als „Gottesteilchen“, das fast allen anderen Teilchen Masse verleiht, mit dem europäischen Large Hadron Collider (LHC) entdeckt worden war.

Obwohl man davon ausgeht, dass das Higgs-Boson der Schlüssel zu den nächsten Durchbrüchen in der Grundlagenphysik ist, herrscht große Skepsis hinsichtlich der hohen Kosten und der technologischen Reife von CEPC. Wang gibt zu, dass 5 Milliarden Dollar nicht billig sind. Wenn CEPC jedoch in den kommenden Jahrzehnten die Forschung Tausender Wissenschaftler unterstützen kann, werden die durchschnittlichen Kosten nicht hoch sein. Dem technischen Entwurfsbericht zufolge prüfen die Behörden Finanzierungsquellen, zu denen voraussichtlich Beiträge der Zentralregierung, lokaler Regierungen und internationaler Partner gehören werden.

Der Bau des CEPC befindet sich derzeit in der technischen Entwurfsphase, die die Massenproduktion und Montage von Beschleunigerkomponenten sowie die Optimierung ihrer Leistung und Kosteneffizienz umfasst. Wangs Team wird außerdem bald einen endgültigen Standort für CEPC festlegen. Er sagte, es werde eine umfassende Bewertung auf Grundlage der geologischen Bedingungen sowie der Transport- und Infrastrukturbedingungen erfolgen, da das CEPC Wissenschaftler aus der ganzen Welt willkommen heißen werde und auch Faktoren wie die Ausbildung der Kinder berücksichtigt werden müssten.

Mögliche Standorte sind Qinhuangdao in der Provinz Hebei, Huzhou in der Provinz Zhejiang und Changsha in der Provinz Hunan. In Europa soll inzwischen ein ähnliches Projekt namens Future Circular Collider den Large Hadron Collider ablösen. Als derzeit größter Teilchenbeschleuniger der Welt hat der LHC einen Umfang von 27 km. Der Umfang des zukünftigen Circular Colliders könnte 100 km erreichen und 23 Milliarden Dollar kosten.

An Khang (laut Interesting Engineering )

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