1. Februar 2017 CERN-Besuch
Vom Flughafen Genf wurden wir mit einem Reisebus zum Standort des CMS Experimentes (P5) bei Cessy in Frankreich gefahren.
Bild: CERN modifiziert
Dort schenkten wir unsere Aufmerksankeit Dr. Prof.
Günther Dissertori, der einen Vortrag zum Thema 'Einführung
in das wissenschaftliche Programm des CERN' hielt.
Das Grössenspektrum im Universum reicht von dem bisher bekannten gigantischen Ausmass des Universums selbst von ca. 1028 mm bis zu den kleinen Abmessungen eines Atoms von 10-8 mm und den absolut minimalsten Abmessungen beim Big Bang von geschätzten 10-32 mm .
Das CERN forscht mit seinen Experimenten im Bereich von 10-16 mm, das heisst an den kleinsten Einzelteilen der Materie wie Quarks, Leptonen und Bosonen.
Die gesamte Materie im Universum, also jedes einzelne Atom aus welchen auch wir bestehen, ist 13 Milliarden Jahre alt.
Kein Wunder gibt es auf den Menschne keine Garantie, wenn seine Bautele
schon soooo alt sind.
Also auch die Bauteile unseres Gehirns, mit
welchen wir in der Wissenschaft über den Ursprung des Universums
forschen und nachdenken sind Teile dieses Universums.
Folglich könnte man sagen: Das Universum denkt über sich selbst nach.
Dann kam der grosse Moment, als wir das CMS Experiment
besuchen durften, welches sich zur Zeit in Revision befindet. Dazu fuhren
wir mit dem Lift 100m unter den Erdboden, wo sich in einer Kaverne des
LHC Rings hinter mehreren Metern dicken Mauern, dieser unvorstellbar
gigantische Detektor befindet. Er ist mit mit seinem Gewicht von 12'500 Tonnen
der grösste Sensor, der bisher an einem Beschleuniger gebaut wurde
und dient als eine Art 'Elektronisches Hochgeswindigkeits-Mikroskop' zur Erforschung der
Zusammensetzung der Materie in ihren kleinsten Teilen.
LinkeSeite:
Rechte
Seite:
Details der Sensorenverkabelung:
Speziell vom CERN entwickeltes Sensormodul mit Sensorflächen (wie
Aluminium glänzend), deren Strukturen so schmal sind wie ein
menschliches Haar und der dazu gehörenden 'high speed' Elektronik
zur Datenerfassung im Bereich einiger Nanosekunden. Das interessiert natürlich den Hardware-Entwickler....
Das CERN entwickelte auch hochempfindliche Photodetektoren, welche die
bei der Aufsplittung der Materie entstehenden Lichtblitze erfassen.
Wir durften uns zwischen den Steuerungs- und Datenerfassungseinheiten
frei bewegen und alles betrachten und fotografieren, denn das CERN kennt
keine Geheimnisse, diese Art von Forschung ist öffentlich.
Anschliessend besuchten wir das dazu gehörende Kontrollzentrum,
welches sich ebenfalls 100m unter der Erde hinter meterdicken Mauern in
unmittelbarer Nähe des Experimentes befindet.
Da wir nicht den ganzen Tunnel des LHC besuchen konnten, sind hier
einige Bilder der verschiedenen Funktionsmodule, aus welchem der
Beschleuniger besteht.
Aus einer simplen Wasserstoff-Druckflasche werden kleinste Mengen
Materie eingespeist (LINAC2), von den Elektronen getrennt und die
Kernteile (Protonen) dann im nachfolgenden Linearbeschleuniger
beschleunigt. Dabei wird am Schluss eine Beschleunigungsenergie von bis
zu 13 TeV (Tera Elektronen Volt) = 13'000'000'000'000 eV erreicht.
Bild: CERN
Die Teile werden in den als Dipole aufgebauten Hochvakuum-Röhren im 27km langen LHC
(Large Hadron Collider) weiter beschleunigt und auf nahezu
Lichtgeschwindigkeit gebracht. Diese Konstruktion ermöglicht es,
Teilchen die vorher getrennt wurden im Uhrzeigersinn sowie im
Gegenuhrzeigersinn darin rotieren zu lassen, um sie dann bei den
verschiedenen Experimenten aufeinander oder auf Detektormaterialien
prallen zu lassen. Das LHC am CERN gilt als die komplexeste Maschine der Welt.
Bild: CERN
Am Nachmittag besichtigten wir dann noch in Meyrin die kleine Schwester des gigantischen CMS Experimentes das AMS Experiment bzw. dessen Zentrale.
Hier ein Modell des AMS Detektors.
Der AMS Detektor selbst kann nicht besichtigt werden, dazu müsste
man erst eine Astronautenausbildung machen, denn der umkreist in ca. 400km Höhe auf der Internationalen Raumstation ISS die Erde.
Bild: CERN
Auf einem grossen Bildschirm kann die Arbeit auf der ISS live verfolgt
werden. Darunter ist ein Modell der Raumstation ausgestellt.
In einem Vortrag in Englisch erläuterte uns ein Projektmitarbeiter
des CERN dessen Funktion und die live dargestellten Messresultate auf
einen grossen Monitor.
Bei diesem Experiment wird die Zusammensetzung
der Kosmischen Strahlung untersucht im speziellen Antimaterie und Dunkle Materie.
Da diese Experimente am Laufen waren, konnten wir zwar die
Kommandozentrale von aussen besichtigen, aber durften nicht eintreten.
Am Ende der Exkursion besuchten wir noch das CERN Museum, welches in
ehemaligen Kugelgebäude der letzten Landesausstellung
untergebracht ist.
Einen herzlichen Dank an Judith Marfurt von der AGG und Prof.
Günther Dissertori von der ETH für die Organisation des CERN Besuchs.