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Erforschung des Universums: Baubeginn für Beschleunigeranlage Fair

Erforschung des Universums: Baubeginn für Beschleunigeranlage Fair

Bestehende und geplante Anlage.

Bild: fair-center.de

Der Teilchenbeschleuniger Fair soll aufklären helfen, was nach dem Urknall geschah. Wissenschaftler sprechen von einem ambitionierten Projekt – und von "verschobenen Grenzen".

Baubeginn für eines der weltweit größten Vorhaben zur physikalische Grundlagenforschung: Mit dem teilweise unterirdischen Teilchenbeschleuniger Fair (Facility for Antiproton and Ion Research) wollen Wissenschaftler Rätsel des Universums lösen. Gelüftet werden sollen Geheimnisse aus der Zeit kurz nach dem Urknall vor etwa 13,8 Milliarden Jahren bis in die Gegenwart. Der Spatenstich für dieses internationale "Universum im Labor" steht unmittelbar bevor: Offiziell losgehen soll es am Dienstag, dem 4. Juli. Auf einer Fläche von 20 Hektar soll Fair am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt entstehen.

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"Das Projekt wird die Grenze unseres Wissens über das Universum weiter nach vorne schieben", sagt der wissenschaftliche Geschäftsführer von Fair und GSI, Paolo Giubellino (56). "Der Spatenstich ist ein Meilenstein im Gesamtprojekt", erklärt der Technische Geschäftsführer von Fair und GSI, Jörg Blaurock (53): "Das ist eine hochkomplexe Anlage. Wir wollen einzigartige Experimente durchführen." Der volle Betrieb mit einer beispiellosen Vielfalt an Experimenten ist für 2025 geplant.

Herzstück der neuen Anlage ist ein 1,1 Kilometer langer Ringbeschleuniger, der 17 Meter tief unter der Erde verlaufen soll. Er wird an den bestehenden GSI-Beschleuniger angedockt, der etwa 200 Meter Umfang hat. Elektrisch geladene Teilchen, Ionen und Antiprotonen mit einem Durchmesser von rund einem Zehnmillionstel Millimeter nehmen extrem hohes Tempo auf. In der neuen Anlage sollen sie fast die Lichtgeschwindigkeit von etwa 297.000 Kilometer pro Sekunde erreichen. Dann prallen sie auf einen Widerstand, auf eine Folie oder biologische Zellproben.

Dabei wollen Forscher beobachten, wie beim Zusammenstoß durch den extremen Druck und die extreme Temperatur neue Teilchen und Materieformen entstehen. Daraus wollen Wissenschaftler Rückschlüsse auf die Entwicklungsgeschichte des Universums ziehen. Beim Aufprall sollen auch extrem hohe Temperaturen erzeugt werden wie etwa im Inneren von Sternexplosionen. Die Forschungsgebäude werden wegen der Strahlung bis zu acht Meter dicke Betonwände haben.

Für das Bundesforschungsministerium ebnet Fair "den Weg für bahnbrechende Entdeckungen in Astro-, Kern- und Teilchenphysik bis hin zu Bio- und Materialwissenschaften". Für die Errichtung seien auf Preisbasis 2005 fast 1,3 Milliarden Euro eingeplant. Der Bund übernimmt laut Fair 65 Prozent davon, das Land Hessen 10 Prozent. Gesellschafter der Fair GmbH sind neben Deutschland auch Finnland, Frankreich, Indien, Polen, Rumänien, Russland, Schweden und Slowenien. Großbritannien ist assoziierter Partner.

Das internationale Beschleunigerzentrum soll rund 3000 Forschern aus 50 Ländern zur Verfügung stehen. Bis es so weit ist, müssen laut Planung noch zwei Millionen Kubikmeter Erde bewegt werden – was etwa der Menge beim Bau von 5000 Einfamilienhäusern entspricht. Rund 600.000 Quadratmeter Beton müssen verbaut werden – im Mengenvergleich acht Mal das Fußballstadion Frankfurt. Hinzu kommen 65.000 Tonnen Stahl, was laut Planern sechs Eiffeltürmen entspricht. Auf der Baustelle sollen bis zu 1000 Menschen beschäftigt werden.

Fair wird dann weltweit zu etwa einer Handvoll Teilchenbeschleuniger gehören. Am häufigsten verglichen wird die Anlage in Darmstadt mit dem Europäischen Kernforschungszentrum Cern bei Genf. Dort ist der Beschleunigerring mit knapp 27 Kilometern deutlich länger als die Version in Darmstadt. Cern konzentriert sich bei der Erforschung des Universums auf die Zeit unmittelbar nach dem Urknall. (Joachim Baier, dpa) / (anw)

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