Woraus und wie ist das Universum entstanden?

     Spitzenwissenschaftler der Europäischen Union im CERN suchen mit Hilfe des größten Teilchenbeschleunigers der Welt nach Antworten auf diese grundlegenden Fragen. CERN (die Organisation für Kernforschung der EU) betreibt das größte Teilchenphysiklabor der Welt. Es handelt sich um den Large Hadron Collider (LHC) , der Teilchen aus Protonen in Bewegung setzt und auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt.  Er befindet sich 100 m unter der schweizerisch-französischen Grenze in einem Ringtunnel mit einem Umfang von 27 km.

     Im Inneren des Beschleunigers bewegen sich zwei hochenergetische Protonenstrahlen in einem Ultrahochvakuum, bis sie eine Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit erreichen. Die Strahlen bewegen sich in entgegengesetzten Richtungen und werden durch ein starkes Magnetfeld um den Beschleunigerring geführt. Wenn die erforderliche kinetische Energie erreicht ist, werden die Strahlen auf eine gemeinsame Bahn gelenkt, so dass sie zusammenstoßen.

     Diese Kollisionen ermöglichen es den Wissenschaftlern, die grundlegenden Eigenschaften und Wechselwirkungen der Teilchen zu untersuchen und so die Funktionsweise des Universums besser zu verstehen.

     Die Protonenstrahlen werden auf einen Durchmesser von 1 mm kollimiert. Vor dem Zusammenprall werden die Protonenstrahlen auf einen Durchmesser von nur 16 Mikrometern komprimiert. Das Experiment ist umso erfolgreicher, je mehr Teilchen zusammenstoßen. Dies hängt von der Präzision der aufeinander gerichteten Strahlen ab. Daher mussten die Ingenieure eine Möglichkeit finden, die Strahlen genau zu positionieren. Die Lösung sind die hochpräzisen TwinSpin® Untersetzungsgetriebe von SPINEA®, die im Beschleuniger zur Positionierung der Quadrupolmagnete eingesetzt werden. Diese Magnete bringen die Teilchenstrahlen dazu, sich zu nähern, bis sie kollidieren.

     Die 27 km lange LHC-Röhre wurde aus etwa 1800 Teilen (Dipolmagneten) mit einer Länge von jeweils 15 m und einem Gewicht von etwa 34 Tonnen gebaut.  Die Ingenieure, die den Beschleuniger bauten, standen vor dem Problem, wie sie die Teile in einem Tunnel mit extrem begrenztem Raum ohne die Hilfe von Hebevorrichtungen wie Kränen oder ähnlichem zusammenbauen konnten. Darüber hinaus mussten die Teile mit hoher Genauigkeit (mit einer Positionstoleranz von 0,2 mm) in die endgültige Position gebracht werden. 

     Für die Handhabung und Positionierung der Einzelteile beim Verbinden wurde ein spezielles, hochpräzises Manipulationsgerät entwickelt. Dieses Gerät basiert auf Spinea TwinSpin® Getrieben, die sich durch hohe Belastbarkeit, kompakte Bauweise, geringe Abmessungen und hohe Präzision auszeichnen. Sie sind im obigen Bild zu sehen (Gerät in gelb auf dem Tunnelboden).