Ursprünglich sollte in der Facility for Antiproton and Ion Research (Fair) genannten Anlage mit dem deutschen Teilchenbeschleuniger in Darmstadt schon 2023 ein Großteil der dort geplanten Experimente laufen. Für 2025 war der Vollbetrieb vorgesehen.

Unter anderem der Ukrainekrieg und seine Folgen haben aber für Verzögerungen – und eine Steigerung der Kosten – gesorgt. Jetzt sollen ab 2028 Ionen bei nahezu Lichtgeschwindigkeit zur Kollision gebracht werden. Insgesamt wird mit Kosten von über drei Milliarden Euro gerechnet.

Sind die Anlage und deren Herzstück, der große Ringbeschleuniger SIS100, einmal fertig, wollen die Forscher:innen Teilchen auf Materialproben schießen. Beim Aufprall soll für einen kurzen Moment kosmische Materie erzeugt werden, wie ARD Mittendrin berichtet.

Ziel der mit großem Aufwand durchgeführten Experimente ist es, weitere Einblicke in die Folgen des Urknalls zu erhalten und herauszufinden, wie neue Teilchen und Materie entstehen. Im deutschen Teilchenbeschleuniger werden dazu, anders als im LHC (Large Hadron Collider) am Genfer Cern, eher schwere Teilchen beschleunigt.

Wenn das Fair-Projekt fertiggestellt ist, werden rund 600.000 Kubikmeter Beton und 65.000 Tonnen Stahl verbaut worden sein. Der Ringbeschleuniger wird einen Umfang von 1.100 Metern haben. Insgesamt werden in der Anlage über 3,5 Kilometer Strahlführung und acht Beschleuniger- und Speicherringe zur Verfügung stehen.

Dass der deutsche Teilchenbeschleuniger – mit Unterstützung von zehn weiteren Ländern – in Darmstadt gebaut wird, kommt nicht von ungefähr. Denn dort befindet sich das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung. Die dort befindlichen kleineren Beschleuniger werden den neuen Teilchenbeschleuniger unterstützen.

In Darmstadt haben Wissenschaftler:innen in den vergangenen Jahren sechs neue Elemente des Periodensystems entdeckt, darunter das Darmstadtium. Künftig sollen 3.000 Forscher:innen aus über 50 Ländern in der neuen Anlage arbeiten.

Dabei soll es aber nicht nur um die Erforschung von Vorgängen im Universum gehen, sondern auch um praktische Anwendungen. Der Ionenstrahl des neuen Teilchenbeschleunigers soll zum Beispiel für den Einsatz zur Bekämpfung beweglicher Tumore, etwa in der Lunge, optimiert werden.

Außerdem wird gemeinsam mit der europäischen Raumfahrtorganisation Esa zu den möglichen Auswirkungen der Weltraumstrahlung auf Astronaut:innen geforscht. Dazu beschießt man Zellproben mit konzentrierten Ionenstrahlen.

Ein Ziel ist dabei, in Zukunft einen entsprechenden Schutz gegen die Auswirkungen der kosmischen Strahlung zu entwickeln. Das könnte nicht zuletzt im Hinblick auf die geplanten längeren Aufenthalte auf Mond oder Mars helfen.