Helmholtz Research Academy Hesse for FAIR

Erster ALICE Run seit fünf Jahren abgeschlossen

Erster ALICE Run seit fünf Jahren abgeschlossen

Einen Quantensprung in der Schwerionenphysik gab es in den letzten Monaten. Denn kürzlich endete eine bahnbrechende Strahlzeit für die Schwerionenphysik am Large Hadron Collider (LHC) – die erste ihrer Art seit fünf Jahren. Die Energie der Kollisionen wurde von 5,02 auf beachtliche 5,36 TeV pro Nukleonpaar erhöht, und die Kollisionsrate erreichte mit bis zu 50 kHz einen neuen Rekord. Das ist mehr als zehnmal so hoch wie alles, was wir bisher erreicht haben.

Eines der Hauptziele dieser Betriebszeit war erneut die Untersuchung des Quark-Gluon-Plasmas, einem flüchtigen Zustand der Materie, der das Universum in den ersten winzigen Sekundenbruchteilen nach dem Urknall beherrschte. In den Kollisionen am LHC entsteht für den Bruchteil einer Sekunde ein winziger Feuerball aus diesem Plasma, der heißesten bekannten Substanz im Universum. Hier können sich Quarks und Gluonen – die Bausteine der Materie – frei bewegen, bevor sie wieder zu Hadronen kondensieren.

Diese Strahlzeit konzentrierte sich auf die Erforschung seltener Prozesse wie die Produktion von schweren Quarks und Zuständen wie Quarkonium (das sind Quark-Antiquark-Paare). Außerdem wurde die Temperatur des Plasmas mit einer noch nie dagewesenen Präzision gemessen. Dies war möglich dank der erheblichen Verbesserungen am ALICE-Experiment, insbesondere bei der Kollisionserkennung und -analyse. Wichtige Beiträge kamen hier auch von Gruppen aus der Helmholtz Forschungsakademie Hessen für FAIR. So hat zum Beispiel die Gruppe um Harald Appelshäuser die letzten Jahre das sogenannte "Workhorse" des Experiments verbessert, die Time-Projection-Chamber (TPC). Aber auch andere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der HFHF sind an entscheidenden Stellen an der Entwicklung und der Auswertung des Experiments beteiligt. Diese vielen Verbesserungen ermöglichen es ALICE, bis zu hundertmal mehr Kollisionen pro Sekunde aufzuzeichnen – ein echter Durchbruch in der Datenverarbeitung.

Die Erfahrungen und das Fachwissen, die aus den Upgrades gewonnen wurden, sind nicht nur für ALICE von Bedeutung, sondern auch für zukünftige Projekte bei GSI/FAIR, wie das Compressed Baryonic Matter (CBM) Experiment. Hier werden kontinuierliche Datenströme eine Rolle spielen, ähnlich wie sie jetzt bei ALICE verwendet werden.

Zusammengefasst kann man sagen, dass jüngste Strahlzeit am LHC ein Meilenstein in der Welt der Schwerionenphysik war. Dank der hervorragenden Arbeit der Teams vor Ort, aber auch später in der Datenanalyse, wird die Welt des Quark-Gluon-Plasmas sicherlich einen weiteren Schritt entschlüsselt werden. 

© CERN
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Erster ALICE Run seit fünf Jahren abgeschlossen