ALICE Experiment: Neuer Energierekord bei Kollisionen mit Bleikernen.
Am CERN, dem europäischen Labor für Teilchenphysik in Genf, haben Forscher*innen des ALICE Experiments erstmalig Messungen bei Kollisionsenergien von 5,36 Teraelektronenvolt (TeV) pro Nukleon-Nukleon-Paar durchgeführt. Es handelt sich hierbei um die höchste Kollisionsenergie, die in Blei-Blei-Kollisionen jemals in einem Teilchenbeschleuniger erzeugt wurde.
Genf. Nach einer dreijährigen Umbau- und Wartungsphase wurden während eines Testlaufs am 18. November das erste Mal wieder Blei-Ionen im Large Hadron Collider (LHC) zur Kollision gebracht. Dies war ein wichtiger Meilenstein für die Wissenschaftler*innen des ALICE Experiments.
Im Unterschied zu den anderen Großexperimenten am LHC, die in erster Linie Proton-Proton-Kollisionen erforschen, nutzt das ALICE Experiment vor allem Daten aus Kollisionen von Blei-Ionen. Mit Hilfe der Ergebnisse aus diesen Blei-Blei-Kollisionen untersuchen die Forscher*innen das Quark-Gluon-Plasma. Bei diesem Plasma handelt es sich um einen Materiezustand, wie er in den ersten Mikrosekunden nach dem Urknall im Universum vorherrschte. Die Entschlüsselung des Quark-Gluon-Plasmas ist daher von besonderer Bedeutung, wenn man die ersten Momente unseres Universums untersuchen möchte.
Um den Rätseln des Quark-Gluon-Plasmas näher zu kommen, wurde der LHC und dessen Vorbeschleuniger über mehrere Jahre modernisiert. Somit kann der LHC nun mehr Blei-Ionen beschleunigen als je zuvor. Da bei den Kollisionen viele tausend Teilchen gleichzeitig produziert werden, stellen die enormen Datenmengen für die Wissenschaftler*innen eine große Herausforderung dar. Mehrere Terabyte pro Sekunde muss der ALICE Detektor in Echtzeit verarbeiten. Um den erhöhten Kollisionsraten gerecht zu werden, wurde auch das ALICE Experiment umfassend erneuert.
Die Modernisierung des ALICE Experiments wurde über viele Jahre vorbereitet und unter starker Beteiligung der deutschen Forschungsgruppen umgesetzt. Seit diesem Upgrade kann der ALICE Detektor die Eigenschaften der in den Kollisionen produzierten Teilchen (z.B. die Flugbahn) noch präziser vermessen und die dabei entstehenden Daten noch schneller verarbeiten.
„Wir können es kaum erwarten, mit den Messungen wirklich loszulegen.“
Mit dem Testlauf am 18. November wollten die Forscher*innen überprüfen, ob die Datenauslese und -verarbeitung wie erwartet funktionieren. Denn schon ab Herbst 2023 sollen wieder Blei-Ionen im LHC zur Kollision gebracht werden, um dann Messungen mit nie dagewesener Präzision durchzuführen. Professor Harald Appelshäuser, Sprecher des FSP ALICE, zeigte sich mit dem Testlauf sehr zufrieden: „Wir können es kaum erwarten, mit den Messungen wirklich loszulegen.“
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