LHC-Lauf 2011/12 praktisch beschlossene Sache

Auf einem Meeting in Frankreich wurde diese Woche die Empfehlung ausgesprochen, den Large Hadron Collider wie allgemein in der Community gewünscht nach dem Wiederanfahren im Februar bis Ende 2012 durch laufen zu lassen – es gilt als sicher, dass das Management dem morgen Nachmittag folgen wird. Zunächst wird es wieder Kollisionen mit 7 TeV geben, aber 2012 könnten es auch 8 TeV werden: Zuvor sind allerdings umfangreiche Sicherheitstests an den supraleitenden Magneten nötig. Bevor – nunmehr 2014 – die Wunschenergie von 14 TeV erlaubt werden kann, sind an diesen auf jeden Fall umfangreiche Verbesserungen nötig. Und warum führt man diese nicht gleich durch und kann dafür schneller zur hohen Energie schreiten? Für die statistische Analyse der Kollisionsergebnisse – auf der alle physikalischen Beobachtungen und deren Signifikanz beruhen – ist die Zahl der Kollisionsereignisse mindestens so wichtig wie die Energie, so dass auch mit 7 oder 8 TeV bereits bis Ende 2012 eine Menge ’neue Physik‘ erreichbar sein sollte. Und außerdem lief der LHC 2010 so reibungslos, dass man erst mal nicht groß an seinen Inneren herum basteln will, bevor nicht noch mehr Daten im Kasten sind. Nature Blog 28.1.2011; auch ein Press Release des Imperial College 26.1.2011 zum womöglich kurz bevorstehenden Nachweis von Supersymmetrie mit dem LHC-Detektor CMS. NACHTRAG: Die Verlängerung bis Ende 2012 ist abgesegnet worden (kein Wort jedoch zur möglichen Energie-Erhöhung von 7 auf 8 TeV). Und alle freuen sich. NACHTRAG 2: Die 8 TeV für 2012 scheinen ohne weitere Tests bereits vom Tisch zu sein, „the risk is too high.“ NACHTRAG 3: wie es nunmehr um die Higgs-Jagd steht.

Eine fundamentale Definition des Kilogramms rückt näher

Die Metrologen der Welt – die sich um eindeutige Maßeinheiten sorgen – würde gerne langfristig alle SI-Einheiten mit Hilfe allein von Naturkonstanten definieren, doch insbesondere die Masseneinheit fällt aus dem Rahmen: Das Kilogramm ist seit 110 Jahren „gleich der Masse des Urkilogramms“ in einem Safe in Paris, Punkt. Seit Jahren bemühen sich Physiker nun schon, das kg auf fundamentale Weise darzustellen, und v.a. zwei Methoden scheinen sich zu bewähren: das Atome-Zählen in Silizium-Kugeln und Effekte elektrischen Stroms in einer Watt-Waage. So soll nun diesen Oktober darüber befunden werden, ob beide Verfahren a) wirklich sauber genug sind und b) auch zusammen passen – wenn ja, dann könnte die Neudefinition des kg ganz offiziell in die Wege geleitet werden. Und dann bräuchten auch nicht mehr Ampere, Kelvin und Mol vom Urkilo abzuhängen, wie sie es derzeit – mehr oder weniger indirekt – noch tun, sondern könnten direkt auf die Planck-, Boltzmann- und Avogadro-Konstante („Ein Wert …“) sowie die Elektronen-Ladung zurück geführt werden. (PTB PM 27., Physics World Blog 26.1.2011, Physics World 1.10.2010) NACHTRAG: ein seeehr langer Review zur Saga des Kilogramms und des SI.

Die Atommassen werden jetzt anders angegeben: Während die Ordnungszahl eines Atomkerns als Zahl der Protonen eine natürliche Zahl ist, die das chemische Element eindeutig identifiziert, ist die relative Atommasse eine reelle Zahl, die gemessen werden muss – denn viele Atome kommen mit unterschiedlicher Neutronenzahl vor. Bislang wurde im Periodensystem der Elemente ein Mittelwert der relativen Atommassen genannt (früher als „Atomgewicht“ bezeichnet), aber jetzt ist die zuständige IUPAC dazu übergegangen, die relativen Atommassen durch Intervalle mit den Extremwerten anzugeben, zunächst für 10 Elemente inkl. Wasser-, Kohlen- und Sauerstoff: Das soll der natürlichen Schwankung besser Rechnung tragen. Die Intervalle sind allerdings sehr klein: Praktisch ändert sich fast nichts. (Univ. of Calgary Press Release 15., Ars Technica, Science Journalism Tracker 16.12.2010)

Schlagwörter: Kilogramm, LHC, Periodensystem