Der größte supraleitende Magnet der Welt – im Einsatz am CERN

Wenn es um die größten und leistungsfähigsten Magnete der Welt geht, ist das CERN in der Schweiz ganz vorne mit dabei. Im dortigen Large Hadron Collider (LHC) – dem größten Teilchenbeschleuniger der Welt – kommen tausende supraleitende Magnete zum Einsatz, um Protonenstrahlen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen und zu steuern. Die Dimensionen und Technologien, die dabei zum Einsatz kommen, sind weltweit einzigartig.

🧬 Was ist der LHC?

Der Large Hadron Collider ist ein kreisförmiger Teilchenbeschleuniger mit einem Umfang von 26,7 Kilometern, gelegen zwischen Genf (Schweiz) und Frankreich. Betrieben wird er von der europäischen Organisation für Kernforschung: CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire).

Ziel ist es, fundamentale Fragen der Physik zu klären – etwa zur Entstehung des Universums, dunkler Materie oder den Eigenschaften von Elementarteilchen.

🧲 Die supraleitenden Magnete: Technisches Rückgrat des LHC

Um geladene Teilchen wie Protonen durch den gigantischen Tunnel zu lenken, werden im LHC über 1.200 supraleitende Dipolmagnete eingesetzt – und zusätzlich Hunderte Quadrupol-, Sextupol- und andere Spezialmagnete zur Feinjustierung der Strahlen.

🔧 Eckdaten der Dipolmagnete:

• Magnetfeldstärke: bis zu 8,33 Tesla
• Länge pro Magnet: ca. 15 Meter
• Anzahl: 1.232 Hauptmagnete + ca. 400 Korrekturmagnete
• Gesamtlänge Magnetstrecke: über 27 km
• Betriebstemperatur: −271,3 °C (1,9 K) – kälter als der Weltraum

❄️ Warum Supraleitung?

Supraleitende Materialien verlieren bei extrem niedrigen Temperaturen ihren elektrischen Widerstand – dadurch können sie starke Magnetfelder erzeugen, ohne dabei Energie zu verlieren.

Im LHC werden die Magnete mit flüssigem Helium auf 1,9 Kelvin gekühlt, was supraleitende Eigenschaften im verwendeten Material Niob-Titan ermöglicht. Diese Technik wurde u. a. von Lucio Rossi, dem langjährigen Leiter der Magnetentwicklung am CERN, maßgeblich vorangetrieben.

👩‍🔬 Wer steckt hinter dem Magnet-Giganten?

• Lucio Rossi – italienischer Physiker und Projektleiter für die Magnetentwicklung im LHC und das „High-Luminosity LHC“-Upgrade
• Lyn Evans – walisischer Physiker und technischer Direktor des LHC-Projekts während der Bauphase
• Fabiola Gianotti – Generaldirektorin des CERN seit 2016; war zuvor Sprecherin des ATLAS-Experiments, das die Entdeckung des Higgs-Bosons bestätigte

🚀 Anwendung: Warum braucht man so starke Magnete?

Die Magnete im LHC sind dafür verantwortlich, die Teilchenstrahlen auf ihrer kreisförmigen Bahn zu halten und Kollisionen zu erzeugen, bei denen neue Teilchen entstehen. Ohne extrem starke und präzise steuerbare Magnetfelder wäre das nicht möglich.

Das Magnetfeld von 8,3 Tesla sorgt dafür, dass Protonen mit bis zu 7 TeV Energie auf ihrer Bahn gehalten und schließlich zur Kollision gebracht werden – mit einer Genauigkeit von wenigen Mikrometern!

🌍 Vergleich mit Alltagsmagneten

🧠 Fazit

Die supraleitenden Magnete im CERN-LHC gehören zu den größten und leistungsstärksten Magnetanlagen, die je gebaut wurden. Ohne diese Technologie wären die größten Entdeckungen der modernen Physik, wie das Higgs-Boson, nicht möglich gewesen.

Auch wenn die Neodym-Magnete von deinemagneten.de keine 8,3 Tesla erzeugen, zählen sie zu den stärksten Permanentmagneten, die ohne Kühlung und Spezialtechnik im Alltag nutzbar sind – ob im Labor, in der Werkstatt oder für kreative Projekte.

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