CERN: Musk will bohren

Am CERN soll ein riesiger neuer Teilchenbeschleuniger den bisherigen LHC weit übertreffen. Dazu muss ein 100 Kilometer langer Tunnel her – ein Fall für den Multi-Unternehmer Elon Musk?

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Musk

Will hoch hinaus und tief nach unten: Elon Musk.

(Bild: dpa, Chris Carlson/AP)

Von
  • Sascha Mattke

Das Genfer CERN setzt auf extragroß: Vergangene Woche hat das internationale Forschungszentrum für Teilchenphysik seine Pläne für den Nachfolger seines Teilchenbeschleunigers Large Hadron Collider (LHC) vorgestellt. Für den als Future Circular Collider (FCC) würde ein noch weitaus längerer Tunnel gebraucht als für den bisherigen LHC – und kaum waren die Pläne vorgestellt, meldete sich auch schon Elon Musk zu Wort: Die CERN-Direktion habe bei ihm angefragt, ob sein Unternehmen Boring Co. die neue Röhre graben könne, schrieb er am Montag auf Twitter.

In Teilchenbeschleunigern wie dem LHC werden Partikel mit unglaublichen Geschwindigkeiten durch eine Kreisbahn geschickt; anschließend können Forscher analysieren, was passiert, wenn sie aufeinandertreffen. Die unterirdische Bahn des neuen FCC soll mit 100 Kilometern fast viermal so lang werden wie die des LHC, die Partikel darauf sollen in der letzten Ausbaustufe die zehnfache Geschwindigkeit erreichen. Entsprechende Pläne veröffentlichten CERN-Forscher in einem umfangreichen Design-Bericht.

Der größte Erfolg des bisherigen LHC war die Entdeckung des Higgs-Bosons, einem bis dahin nur in der Theorie vorhandenen Partikels, das aller Materie ihre Masse verleiht. Mit dem neuen LCC wollen CERN-Physiker das Boson genauer untersuchen. Außerdem soll er die Tür zu bislang unerforschten Bereichen der Physik öffnen und dazu beitragen, große offene Fragen über unser Universum zu beantworten (zum Beispiel, woraus dunkle Materie besteht und warum es mehr Materie als Antimaterie gibt).

Das größte Problem dabei ist, dass das Standardmodell der Physik das Universum nicht sehr gut beschreibt – beispielsweise kann es Gravitation nicht erklären. Auch der LHC hat bislang keine Hinweise für eine mögliche Alternative geliefert. Dabei ist er derzeit das größte wissenschaftliche Experiment weltweit. Sein Bau kostete mehrere Milliarden Euro, was Kritiker angesichts der bislang überschaubaren neuen Erkenntnisse für überzogen halten. Und anders als für den LHC, der den Tunnel des Vorgängers LEP nutzen konnte, müsste für den FCC ganz neu gebohrt werden.

An dem Bericht über die neuen Pläne haben sich in den vergangenen fünf Jahren mehr als 1300 Forscher von 150 Universitäten beteiligt. Wenn der Beschleuniger genehmigt wird, könnte er im Jahr 2040 betriebsbereit sein. Bis dahin sollen Modifikationen am LHC neue Experimente ermöglichen. Derzeit ist er für Routine-Wartungsarbeiten rund zwei Jahre lang abgeschaltet. Ab 2025 dann sollen neue Kabel, Magneten und Instrumente installiert sein und der erweiterte Super-Beschleuniger bereit für neue Forschungen sein.

Dass derart ambitionierte Forschungsprojekte eine lange Vorlaufzeit haben, ist kein Wunder. Auch mit der Planung für den LHC wurde begonnen, als der Vorgänger LEP noch nicht einmal fertig war. Unter anderem wurde dabei bereits berücksichtigt, dass der LHC den Tunnel des LEP weiter nutzen sollte. Trotzdem musste nach der Entscheidung für den LHC-Bau im Jahr 1994 noch einmal kräftig gebuddelt werden. Der Tunnelausbau begann Ende 2000 und wurde 2003 abgeschlossen.

Für den neuen FCC wären noch weitaus mehr Tunnelarbeiten erforderlich, denn er soll viel länger werden und kann nicht die bestehende LHC-Bahn nutzen. An dieser Stelle kommt der Multi-Unternehmer Musk ins Spiel, der 2016 Boring Co. gründete, um mit Untergrund-Schnellstrecken das Problem der „seelenzerfressenden Staus“ in Städten zu lösen. In kleinen Stationen mit Aufzügen sollen Autos unter die Erde transportiert werden und dann durch Tunnel rasch nah an ihr Ziel gelangen. Eine erste Teilstrecke in Los Angeles stellte Musk Ende 2018 vor.

Bezahlbar will er das Ganze machen, indem er das Tempo für den Tunnelbau um den Faktor 10 steigert – auch beim LCC könnte auf diese Weise „mehrere Milliarden Euro“ gespart werden, twitterte er. In ihrem Bericht veranschlagen die CERN-Forscher die Kosten allein für den Tunnel des LCC auf 5 Milliarden Euro.

Allerdings machte Musk bislang nur vage Angaben darüber, wie er derart weitgehende Fortschritte beim Tunneln – ob für Autos oder neuerdings Teilchen – erreichen will. Eine wichtige Rolle bei seinen Verkehrsplänen spielt ein verkleinerter Röhrendurchmesser: Weil er nur halb so groß ist wie bei konventionellen Varianten, sollen die Kosten schon einmal um den Faktor 3 oder 4 sinken. Doch die CERN-Tunnels müssen so groß werden, wie sie nun einmal geplant sind, sodass hier kein Sparpotenzial erkennbar ist. Weitere Verbesserungen verspricht sich Musk von einer höheren Geschwindigkeit der Bohrmaschinen, aber wie genau das umgesetzt werden soll, hat er noch nicht verraten.

Ohnehin ist das gesamte LCC-Projekt noch Zukunftsmusik. Ob die 22 CERN-Mitgliedsstaaten es realisieren, hängt auch davon ab, was andere Länder und Zusammenschlüsse im Beschleuniger-Bereich planen. In Japan etwa dürfte die Regierung im März über den Bau eines linearen Beschleunigers entscheiden, dessen Kosten auf 32 Milliarden Euro geschätzt werden. Verglichen damit wirkt der LCC geradezu günstig: Bis zur finalen Ausbaustufe soll er insgesamt 24 Milliarden Euro kosten. Die von Musk in Aussicht gestellten Milliarden-Einsparungen sind dabei noch nicht berücksichtigt – aber das ist wahrscheinlich auch besser so.

(sma)