Der Donut-förmige Protonenbeschleuniger Large Hadron Collider (LHC) mit einem Durchmesser von 27 Kilometern ist eine Supermaschine oder „Teufelsmaschine“, wie manche es nennen. Vertreter aus 100 Ländern, mehr als 10.000 Wissenschaftler und Spezialisten waren an der Entwicklung des LHC und den nachfolgenden Experimenten beteiligt. Und jetzt gaben Wissenschaftler des Laboratory of Nuclear Physics des Massachusetts Institute of Technology (MIT) die Entdeckung des Teilchens X bekannt, eines Teilchens unbekannter Natur und Struktur, das im Verlauf eines Experiments auftauchte, das die ersten Momente der Existenz von X nachstellte das Universum.
Die Entdeckung, die in ihrer Pressemitteilung eine Veröffentlichung in der Zeitschrift Physical Review Letters zitiert , beeindruckt nicht nur durch ihre Essenz, sondern auch durch die Zahl der Autoren – es gibt mehr als fünfhundert von ihnen aus mehr als hundert wissenschaftlichen Einrichtungen in verschiedenen Ländern .
Der LHC ist ein Donut-förmiger Protonenbeschleuniger mit einem Durchmesser von 27 Kilometern. Es ist in Tiefen von 50 bis 175 Metern an der Grenze zwischen der Schweiz und Frankreich vergraben. Ausgekleidet mit supraleitenden – Teilchen beschleunigenden – mit flüssigem Helium gekühlten Magneten. Zwei Teilchenstrahlen bewegen sich entlang des Rings in entgegengesetzte Richtungen und kollidieren fast mit Lichtgeschwindigkeit (0,9999 davon entfernt). In Stücke brechen – in so viele Fragmente, in die vorher nichts zerbrochen werden konnte. Die Ergebnisse werden mit den riesigen Detektoren ALICE, ATLAS, CMS und LHCb aufgezeichnet.
Es scheint, dass sie sich an alle erinnerten, die sich auf die eine oder andere Weise mit dem CMC-Detektor (Compact Muon Solenoid) Large Hadron Collider – LHC (Large Hadron Collider – LHC) – dem Zyklopenbeschleuniger der Europäischen Organisation für Kernforschung (CERN), befunden haben in der Schweiz bei Genf. Dort registrierten Physiker das Auftreten der mysteriösen Teilchen X. Genauer gesagt X (3872), wie sie genannt werden, wobei 3872 die Massenzahl des „Fremden“ ist.
Die Teilchen tauchten im Laufe von Experimenten auf, um Quark-Gluon-Plasma zu simulieren – eine Substanz, die in Millionstelsekunden nach dem Urknall entstand, der, wie allgemein angenommen wird, unser Universum hervorbrachte. Er entstand plötzlich vor etwa 13,7 Milliarden Jahren aus einem unvorstellbar winzigen Punkt – einer Singularität, wie man es nennt.
Am Large Hadron Collider (LHC) beschleunigten Forscher Strahlen schwerer Protonen – Bleikerne – auf subluminale Geschwindigkeiten. Sie richteten sie aufeinander zu, schoben sie zusammen, zerschmetterten sie und brachten damit die Materie in ihren „Urzustand“ zurück. Sie zerlegten es zu Quarks und Gluonen – den Teilchen, aus denen die Bausteine des Universums bestehen – Protonen und Neutronen.
Der LHC erzeugte das sogenannte Quark-Gluon-Plasma, eine unglaublich heiße – bis zu 10 Billionen Grad – „Substanz“, eine Protomaterie oder „Suppe“ im bildlichen Ausdruck der Physiker, die angeblich das entstehende Universum im Ersten war Momente des Lebens – 10 bis minus 11 Sekunden nach dem Urknall – noch bevor sich darin Protonen, Neutronen und Atome gebildet haben.
Aus der Quark-Gluon-Suppe „fingen“ die Experimentatoren die darin gebildeten X-Teilchen auf. Genauer gesagt wurden sie von künstlicher Intelligenz entdeckt, die 13 Milliarden Kollisionen von Bleikernen analysierte. Der Fang war 100 Stück.
Physiker haben die Struktur dieser „primitiven“ Teilchen noch nicht herausgefunden. Sie wissen nur, dass ihre Struktur nicht die gleiche ist wie die anderer, aus denen traditionelle Stoffe gewebt werden. Antworten könnten in den nächsten Jahren gegeben werden, wenn sie versuchen zu verstehen, wie die Teilchen X entstanden sind und welche Rolle sie bei der Entstehung des Universums spielten. Die Forschung wird wahrscheinlich eine Antwort auf eine andere Frage geben, die für das Verständnis der Struktur des Universums nicht weniger wichtig ist: Wozu das Universum im Allgemeinen fähig ist.
Es ist möglich, dass etwas anderes, nicht weniger mysteriöses als das berüchtigte Higgs-Boson und die Teilchen X, aus dem Universum geschüttelt werden.
Dabei werden die Physiker aber nicht aufhören, auch wenn ihnen ab diesem Zeitpunkt nichts Bedeutendes mehr gelingt. CERN plant den Bau des Future Circular Collider – FCC, an dem Wissenschaftler die Arbeit fortsetzen wollen, nachdem der LHC seine Fähigkeiten erschöpft hat.
Das FCC wird in einem 100 Kilometer langen unterirdischen Ringtunnel untergebracht, der neben dem 27 Kilometer langen LHC-Ring verlegt wird.
