Der Large Hadron Collider (LHC) erstreckt sich über 27 km im Umkreis und stützt sich auf Tausende Magnete verschiedener Typen – Dipole, Quadrupole, Sextupole, Oktupole, Dekapole usw. –, um seine Teilchenstrahlen zu lenken und zu kontrollieren. Jeder Typ erfüllt eine spezialisierte Aufgabe, ganz ähnlich einem extrem teuren und kryogen gekühlten Büro, in dem jeder eine ganz bestimmte Aufgabe hat und niemand den Thermostat anfassen darf.

Einige der wichtigsten sind als innere Tripletts bekannt. Diese Gruppen aus drei Quadrupolmagneten (daher der Name, was zumindest allen ein Meeting erspart) sitzen auf beiden Seiten der vier Hauptexperimente des LHC. Ihre Aufgabe ist es, die Teilchenstrahlen so eng wie möglich zu bündeln, kurz bevor die Teilchen in den Detektoren kollidieren.

Je enger die Strahlen „komprimiert“ werden, desto größer ist die Chance, dass Teilchen kollidieren. Das macht die inneren Tripletts unerlässlich für die Steigerung der Luminosität des LHC, d. h. der Anzahl der Kollisionen, die in einem bestimmten Zeitraum auftreten. Mehr Luminosität bedeutet mehr Kollisionen und gibt Forschern mehr Daten zum Analysieren. Kurz gesagt: stärker quetschen, mehr Zusammenstöße bekommen, mehr über das Universum lernen. Physik ist einfach Autoscooter mit besserer Finanzierung.

Ein wesentlicher Teil des zukünftigen High-Luminosity-LHC-Projekts (HiLumi LHC) besteht darin, die bestehenden inneren Tripletts durch eine viel leistungsstärkere Generation von Magneten zu ersetzen.

Die Arbeiten finden während des dritten langen Shutdowns (LS3) statt. Kürzlich durchtrennten Teams die erste Magnetverbindung und begannen damit formell mit der Ersatzoperation. CERN-Generaldirektor Mark Thomson besuchte außerdem den LHC-Punkt 1 (das ATLAS-Experiment), um diesen Meilenstein zu markieren, vermutlich um anerkennend vor einem sehr großen durchtrennten Draht zu nicken.

„Der Ersatz dieser Magnete durch die neuen inneren Tripletts des HiLumi LHC ist entscheidend für die kommenden Jahre mit hoher Luminosität. Der erste Quadrupol der neuen Tripletts soll Anfang 2029 im Tunnel ankommen. Insgesamt werden 16 Kryostate und 28 Kryo-Baugruppen installiert – ein großes Unterfangen“, erklärt Jean-Philippe Tock, Leiter des LS3-Koordinationsteams.

Die neuen inneren Tripletts sind das Ergebnis jahrelanger Forschung und Entwicklung. Sie stellen einen großen technologischen Fortschritt gegenüber den Niob-Titan-Magneten dar, die derzeit im LHC in Betrieb sind.

Statt Niob-Titan verwenden die aufgerüsteten Magnete supraleitende Niob-Zinn-Spulen. Dadurch können sie Magnetfelder von bis zu 11,3 Tesla erzeugen, etwa 40 % stärker als die Felder der aktuellen Magnete. Zum Vergleich: Das ist eine Menge Tesla, und nein, man kann damit immer noch nicht sein Handy aufladen.

Die neue Ausrüstung wird um die Experimente ATLAS und CMS herum installiert, wo die erhöhte Kollisionsrate besonders wichtig sein wird.

ALICE und LHCb funktionieren anders und verfolgen andere Physikprogramme, weshalb sie nicht dieselbe Erhöhung der instantanen Luminosität benötigen. Ihre bestehenden inneren Tripletts können daher an Ort und Stelle bleiben. Diese Magnete werden jedoch trotzdem aufgerüstet, damit beide Experimente von der allgemeinen Luminositätssteigerung profitieren können – denn am CERN wird niemand von einem Upgrade ausgeschlossen.

Seit dem 7. September demontieren CERN-Teams Abschnitte des Colliders auf beiden Seiten von ATLAS und CMS. Ziel ist es, 28 supraleitende Magnete (einschließlich der inneren Tripletts) zu entfernen, die ersetzt werden sollen.

Die Operation markiert das Ende einer Ära für Hardware, die seit dem Bau des LHC Teil der Maschine war.

„Das heutige Ereignis ist ein wichtiger Meilenstein für CERN, insbesondere für das HiLumi-LHC-Projektteam. Die aktuellen inneren Tripletts stammen aus der Bauphase des LHC und wurden zwischen 2005 und 2007 in die Maschine eingebaut. Nach fast zwanzig Jahren Betrieb werden sie einer neuen Generation noch leistungsstärkerer Magnete weichen. Es ist wirklich bemerkenswert, eine solche Übergabe von einer Generation von Innovation zur nächsten mitzuerleben“, sagt Markus Zerlauth, der HiLumi-LHC-Projektleiter.

Also Lebewohl, innere Tripletts von 2005–2007, die fast zwei Jahrzehnte damit verbracht haben, Strahlen zu fokussieren und nie einmal gefragt haben, f