Am 5. April 2025 fand in Los Angeles die Verleihung des „Breakthrough Prize in Fundamental Physics“ statt, eine Auszeichnung, die dieses Jahr an die vier großen Experimente am CERN, namentlich ALICE, ATLAS, CMS und LHCb, vergeben wurde. Diese Kooperationen können auf Milliarden von Kollisionen zurückblicken, die bedeutende Erkenntnisse in der Grundlagenphysik zu Tage förderten. Laut TU Dortmund sind über 10.000 Wissenschaftler*innen aus mehr als 70 Ländern an diesen Großprojekten beteiligt.
Die Hauptaufgabe des Large Hadron Collider (LHC), der sich in einem unterirdischen ringförmigen Tunnel mit einem Umfang von 27 Kilometern befindet, besteht darin, Protonenpakete nahezu auf Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen und sie zur Kollision zu bringen. Bei diesen Kollisionen entstehen unzählige Elementarteilchen, deren Energien und Zerfallsprozesse durch riesige Detektoren präzise gemessen werden.
Forschungsergebnisse und Auszeichnungen
Der Breakthrough Prize würdigt spezifisch die herausragenden Beiträge zur Teilchenphysik, die in den letzten zehn Jahren am LHC geleistet wurden. Eine zentrale Rolle spielt hierbei die Entdeckung des Higgs-Bosons im Jahr 2012 durch die ATLAS- und CMS-Kollaborationen, die die Zusammenarbeit von Experimenten und Forschungsteams auf bemerkenswerte Weise unterstrich. Dieses Teilchen, das das Higgs-Feld diente, verleiht anderen Elementarteilchen ihre Masse, und seine Eigenschaften wurden seither weiter untersucht und bestätigt, wobei auch mögliche Zusammenhänge mit Dunkler Materie in den Fokus rückten, wie CERN berichtete.
Neben der Bestätigung des Higgs-Bosons beschäftigen sich die LHC-Experimente auch mit der Materie-Antimaterie-Asymmetrie und der Untersuchung seltener physikalischer Prozesse. Dies ist insbesondere das Forschungsgebiet von LHCb, das sich intensiv mit den Unterschieden zwischen Materie und Antimaterie auseinandersetzt. ATLAS und CMS sind hingegen allgemeine Experimente, welche die Vielfalt der physikalischen Fragestellungen abdecken, die durch die Hochenergiestrahlen ermöglicht werden.
Finanzierung und Zukunftsperspektiven
Mit der Auszeichnung ist auch eine Spende von 3 Millionen US-Dollar an die CERN & Society Foundation verbunden, die Stipendien für Doktoranden finanziert, die am CERN forschen. Dies wird nicht nur zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses beitragen, sondern auch den Austausch innovativer Ideen und Technologien fördern, wie es in der Physik und den Lebenswissenschaften von großer Bedeutung ist.
Die Zukunft des LHC sieht vielversprechend aus, denn ab 2030 ist ein umfangreiches Upgrade geplant, das als Hochluminositäts-LHC bezeichnet wird. Es wird erwartet, dass dieses Upgrade das Entdeckungspotenzial erheblich steigert und neue Forschungsmöglichkeiten eröffnet. Zukünftige Fragestellungen werden die Eigenschaften des Higgs-Bosons weiter beleuchten und könnten wichtige Antworten auf grundlegende physikalische Fragen geben, die bis dato noch unbeantwortet sind.
Es bleibt abzuwarten, welche neuen Erkenntnisse dieser prestigeträchtige Preis und das anhaltende Engagement der internationalen Wissenschaftsgemeinschaft am CERN zutage fördern werden, doch die harte Arbeit und das Streben nach Wissen auf diesem Feldern lassen auf mehr hoffen.
