Siemens-Technik kühlt größten Teilchenbeschleuniger der Welt

Auf der Suche nach einem fundamentalen Baustein der modernen Teilchenphysik, dem so genannten Higgs-Boson, leistet Siemens einen kleinen, aber entscheidenden Beitrag: Das Unternehmen rüstet den größten Teilchenbeschleuniger der Welt mit speziellen Reglern aus, mit denen die riesigen Magnete des Large Hadron Collider (LHC) auf minus 271 Grad Celsius gekühlt werden können. Mit den Magneten entlang des 27 Kilometer langen Rings können atomare Teilchen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. Wenn die Teilchen aufeinanderprallen, herrschen Bedingungen wie vermutlich weniger als eine Milliardstel Sekunde nach dem Urknall.

Von dem gigantischen Experiment versprechen sich die Forscher des europäischen Kernforschungszentrums CERN neue Erkenntnisse, die das heutige Verständnis der Materie und ihrer Wechselwirkungen betreffen. So soll mit dem LHC untersucht werden, weshalb Teilchen eine Masse besitzen und ob das Higgs-Boson existiert, das laut dem Standardmodell anderen Teilchen ihre Masse verleiht. Das Higgs-Boson konnte noch nicht nachgewiesen werden, weil bisher kein Teilchenbeschleuniger die nötige Energie aufbrachte. Nun soll der LHC, der in 110 Metern Tiefe auf der Grenze zwischen der Schweiz und Frankreich liegt, bislang unerreichte Energien erzeugen und damit eines der größten Rätsel der Physik lösen. Der Beschleuniger wird derzeit im CERN gebaut und soll 2007 in Betrieb gehen. Das CERN bei Genf ist der weltweit größte Forschungsstandort der Teilchenphysik. Für einige dort ausgeführten Experimente wurden bereits zwei Physik-Nobelpreise vergeben.

Die hoch präzisen Stellungsregler von Siemens ermöglichen die exakt gesteuerte Kühlung der mehr als 1600 Magnete. Nur im supraleitenden Zustand bei extrem tiefen Temperaturen erreichen diese die enormen Feldstärken, mit denen sie die Teilchen auf eine Kreisbahn zwingen. Die Zufuhr des nötigen Kühlmittels Helium regeln mehr als 1300 Kryoventile über die gesamte Länge des Speicherringes. Die Stellungsregler öffnen und schließen die Ventile dabei im genau richtigen Zeitpunkt, was entscheidend für unverfälschte Messdaten ist.

In unmittelbarer Nähe des Beschleunigers kann keine hoch integrierte Elektronik eingesetzt werden, da die feinen Strukturen der Speicher- und Mikroprozessoren von der energiereichen Strahlung zerstört werden. Daher entwickelte Siemens eine Version der Stellungsregler, bei denen die Elektronik in einiger Entfernung vom Speicherring und damit strahlungsgeschützt platziert ist. (IN 2005.01.1)