Beschleunigeranlage Fair
Der HADES-Detektor im GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt, der später Teil des Teilchenbeschleunigers Fair sein wird. Bild © picture-alliance/dpa

Wie ist das Universum entstanden? Was passierte direkt nach dem Urknall? Antworten darauf wollen Wissenschaftler in Darmstadt finden. Dort entsteht "Fair", eines der größten Forschungsvorhaben weltweit.

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Der Spatenstich für ein internationales "Universum im Labor" in Darmstadt steht unmittelbar bevor: Am Dienstag soll Baubeginn für die teilweise unterirdische Teilchenbeschleunigeranlage Fair sein.

"Das Projekt wird die Grenze unseres Wissens über das Universum weiter nach vorne schieben", sagt der wissenschaftliche Geschäftsführer von Fair und GSI, Paolo Giubellino. Mit der Anlage wollen Wissenschaftler die letzten Rätsel des Universums von der Zeit kurz nach dem Urknall vor etwa 13,8 Milliarden Jahren lösen.

Das geplante Projekt Fair zählt zu den größten Forschungsvorhaben weltweit. Es entsteht auf einer Fläche von insgesamt 20 Hektar am 1969 gegründeten GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt.

5.000 Einfamilienhäuser, sechs Eiffeltürme

Universum hell
Computeranimierte Grafik einer Galaxie Bild © picture-alliance/dpa

"Der Spatenstich ist ein Meilenstein im Gesamtprojekt", erklärte der Technische Geschäftsführer von Fair und GSI, Jörg Blaurock. Der volle Betrieb ist für 2025 geplant. Bis es so weit ist, müssen laut Planung noch zwei Millionen Quadratmeter Erde bewegt werden - was etwa der Menge beim Bau von 5.000 Einfamilienhäusern entspricht.

Rund 600.000 Quadratmeter Beton müssen verbaut werden - acht Mal mehr als beim Bau des Fußballstadions in Frankfurt. Hinzu kommen 65.000 Tonnen Stahl, was laut Planern sechs Eiffeltürmen entspricht. Auf der Baustelle werden bis zu 1.000 Menschen beschäftigt sein.

Winzigste Teilchen mit rasen krasser Geschwindigkeit

Herzstück der neuen Anlage ist ein 1,1 Kilometer langer Ringbeschleuniger, der 17 Meter tief unter der Erde verläuft. Elektrisch geladene Teilchen, Ione und Antiprotone 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.

Anlage soll das Universum simulieren

Rechenzentrum Darmstadt
In diesem Höchstleistungsrechenzentrum in Darmstadt sollen die Daten von Fair verarbeitet werden. Bild © picture-alliance/dpa

Beobachtet werden soll, wie im Zusammenstoß durch den extremen Druck und die extreme Temperatur neue Teilchen und Materieformen entstehen, wie sie sonst nur im Universum auftreten. Daraus wollen Wissenschaftler Rückschlüsse auf dessen Entwicklungsgeschichte ziehen.

Bei dem Aufprall sollen auch extrem hohe Temperaturen erzeugt werden, wie sie sonst nur bei Sternexplosionen herrschen. Forschungsgebäude werden wegen der Strahlung bis zu acht Meter dicke Betonwände haben.

Bund und Land Hessen teilen sich die Kosten

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 nach einer Berechnung aus dem Jahr 2005 Kosten von fast 1,3 Milliarden Euro eingeplant. Das meiste Geld komme vom Bund und Hessen mit zusammen knapp 880 Millionen Euro. Der Bund übernimmt laut Fair 65 Prozent der 1,3 Milliarden Euro, 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 3.000 Forschern aus 50 Ländern zur Verfügung stehen.