PSI erzeugt erste Antiteilchen für neuen Cern-Teilchenbeschleuniger

"Das sind die ersten Positronen für das Future-Circular-Collider-Projekt und daher ein wichtiger Meilenstein", wurde Projektleiter Paolo Craievich am Montag in einer Mitteilung des PSI zitiert.

Der Future Circular Collider (FCC) ist ein geplanter Teilchenbeschleuniger mit einem Umfang von 91 Kilometern. Er wird als möglicher Nachfolger des Large Hadron Collider (LHC) für die 2040er-Jahre geprüft. Ein Entscheid über das Projekt fällt frühestens 2028.

In einem Tunnel in der französisch-schweizerischen Grenzregion nahe dem Cern sollen Elektronen mit ihren Antiteilchen, den Positronen, zur Kollision gebracht werden. Forschende erhoffen sich davon Antworten auf grundlegende Fragen zur Natur des Universums.

Technische Herausforderung

Eine der grössten Hürden für den FCC ist nach Angaben des PSI die Erzeugung einer ausreichenden Menge an Positronen und deren effiziente Bündelung zu einem Strahl. Mit heutigen Technologien ist dies im erforderlichen Massstab noch nicht möglich.

Forschende am PSI entwickelten deshalb in den vergangenen fünf Jahren eine leistungsfähigere Positronenquelle. Diese wurde nun am Freie-Elektronen-Röntgenlaser "SwissFEL" installiert und getestet. Die ersten Ergebnisse deuteten nun darauf hin, dass das neue System die Anforderungen des FCC erfüllen könne.

Das Kernstück der neuen Quelle ist ein Einfangmagnet, der aus einem Hochtemperatur-supraleitenden Material besteht. Um möglichst viele der in alle Richtungen fliegenden Positronen aufzunehmen, ist ein extrem starkes Magnetfeld nötig. Der am PSI entwickelte Magnet ist für ein Feld in einer Stärke von rund 15 Tesla ausgelegt.