Teilchenphysik
Das Streben der Teilchenphysik nach immer höheren Energien und intensiveren Teilchenpaketen ist seit jeher wichtige Triebfeder für die Beschleunigerforschung.
# Bestätigung des Higgs-Modells
Über vierzig Jahre lang mussten Teilchenphysikerinnen und -physiker warten, bis sie den letzten Puzzlestein des Standardmodells dingfest machen konnten. In den 1960er Jahren entwickelten Peter Higgs und zwei weitere Forschergruppen unabhängig voneinander die Lösung für ein schwerwiegendes Problem der damaligen Teilchenphysik. Denn die Beschreibung der Kräfte gelang nur mit masselosen Teilchen. Doch wieso haben Elektronen, Neutrinos und Quarks nachweislich dennoch eine Masse? Die Antwort lieferte der Higgs-Mechanismus, der mit den Higgs-Bosonen weitere neue Teilchen voraussagte. Die Masse dieser Teilchen ist allerdings so groß, dass erst der 27 Kilometer lange Beschleuniger LHC bei CERN ausreichend Kollisionsenergie bereitstellte, um die Higgs-Bosonen nachzuweisen. Im Juli 2012 verkündeten die LHC-Experimente ATLAS und CMS – unter weltweiter Beachtung – den Nachweis des letzten fehlenden Bausteins des Standardmodells.
Rekonstruktion des Zerfalls eines Higgs-Teilchens am LHC-Detektor CMS, das für kurze Zeit aus der Energie zweier auf 7 Billionen Elektronenvolt beschleunigter Protonen entstand. (Data recorded: 2011-Oct-13 12:47:38.421105 GMT, Run / Event / LS: 178424 / 666626491 / 585)
# Ringförmige Collider
# HL-LHC, HE-LHC
Das HL-LHC-Upgrade wird die Luminanz des Colliders um den Faktor 10 erhöhen. Die Arbeiten umfassen den Einbau von supraleitenden Magneten (11-12 T) und »Krabben«-Kavitäten, die den Winkel, unter dem sich die Bündel kreuzen, verringern. Zudem müssen die Detektoren befähigt werden, die erhöhte Luminosität bewältigen zu können kann.
# FCC-ee, FCC-hh
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# Geradlinige Collider
# ILC
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# CLIC
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