Prof. Carsten Welsch von der University of Liverpool / Cockcroft Institute wird bei der internationalen Fachkonferenz IBIC 2026 in Whistler, Kanada, mit dem Faraday Cup Award ausgezeichnet. Der Preis würdigt die von ihm initiierte und seit rund 20 Jahren geleitete Entwicklung des „Beam Gas Curtain“- Monitors, eines revolutionären Messinstruments für den weltgrößten Teilchenbeschleuniger, den Large Hadron Collider (LHC) am CERN in Genf.
WHISTLER/GENF/LIVERPOOL (1.September 2026). „Ich freue mich außerordentlich, nach mehr als 20 Jahren Forschung diesen Preis entgegennehmen zu dürfen – und zwar für das gesamte Team, das über all die Jahre an der Entwicklung des Beam Gas Curtain Monitors beteiligt war. Ohne die enge Zusammenarbeit zwischen unserer Gruppe am Cockcroft Institute, CERN und der GSI in Darmstadt sowie ohne den Einsatz zahlreicher Doktorandinnen, Doktoranden und Postdocs über zwei Jahrzehnte hinweg wäre dieses Projekt nie so weit gekommen“, sagt Prof. Carsten Welsch, Leiter der QUASAR-Forschungsgruppe an der University of Liverpool, welche am Cockcroft Institute ihre Entwicklungsarbeiten betreibt.
Der Faraday Cup Award gilt international als die bedeutendste Auszeichnung im Bereich der Strahlinstrumentierung für Teilchenbeschleuniger. Vergeben wird der Preis im Rahmen der International Beam Instrumentation Conference (IBIC), die 2026 in Whistler, Kanada, stattfindet. Ausgezeichnet wird damit Prof. Carsten Welsch für die Entwicklung des „Beam Gas Curtain“ (BGC), eines innovativen Messsystems, das die Qualität der Teilchenstrahlen im Large Hadron Collider (LHC) am CERN misst, ohne diese dabei nennenswert zu beeinflussen.
Beam Gas Curtain. Foto: CERN
Von der Idee zur Schlüsseltechnologie am CERN
Prof. Welsch hat die Entwicklung von Gas Jet-basierten Diagnosemethoden rund 20 Jahren initiiert, einen dedizierten Monitor für den LHC vor mehr als 10 Jahren vorgeschlagen, und seither kontinuierlich wissenschaftlich betreut. Aus einer ursprünglichen Diagnosemethode wurde über die Jahre eine ausgereifte, im laufenden Betrieb einsetzbare Schlüsseltechnologie für den LHC. Das Prinzip: Ein präzise geformter, extrem dünner Überschall-Gasstrahl wird durch den Teilchenstrahl geführt. Aus dem dabei entstehenden schwachen Licht lässt sich die Strahlqualität ableiten – ganz ohne den empfindlichen Teilchenstrahl selbst zu stören.
Diese Eigenschaft macht den BGC-Monitor einzigartig: Bisherige Messmethoden am LHC mussten entweder mit sehr geringer Strahlintensität arbeiten oder waren durch die enorme Energie der Teilchenstrahlen technisch limitiert. Der BGC-Monitor ist das einzige Instrument, das die Strahlqualität während des gesamten Beschleunigungszyklus des LHC kontinuierlich und störungsfrei überwachen kann – sowohl für Protonen als auch für Schwerionenstrahlen. CERN hat das Instrument dabei nicht nur als wissenschaftliches Messgerät, sondern auch als festen Bestandteil des laufenden High-Luminosity-LHC-Upgrades etabliert, das ab 2030 in Betrieb gehen soll.
Herausragende internationale Zusammenarbeit
Die Auszeichnung geht an die „Beam Gas Curtain Collaboration“, ein internationales Team, das über zwei Jahrzehnte hinweg eng zusammengearbeitet hat: die QUASAR-Forschungsgruppe von Prof. Welsch am Cockcroft Institute / University of Liverpool, das CERN in Genf sowie das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt, Deutschland. Während die Liverpooler Gruppe unter Prof. Welsch das Konzept entwickelte, das System designte und die zugehörigen Mess- und Analysemethoden erarbeitete, war CERN für die technische Umsetzung im hochkomplexen Umfeld des LHC verantwortlich. Experten der GSI in Darmstadt brachten wichtige Expertise in Strahlinstrumentierung, Bildgebung und die für die Machbarkeit notwendigen Simulationen ein.
An dem Projekt haben über die Jahre mehrere Generationen von Doktorandinnen und Doktoranden, Postdocs und befristet beschäftigten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern mitgewirkt. Wie es in einer gemeinsamen Erklärung der Kollaboration heißt, sei der BGC-Monitor „das Ergebnis einer vollständig integrierten, langjährigen und äußerst interdisziplinären internationalen Zusammenarbeit“ – der Monitor würde ohne einen der Partner nicht existieren.“
Bedeutung weit über den LHC hinaus
Die Anwendungsmöglichkeiten des BGC-Monitors reichen mittlerweile über die reine Teilchenphysik hinaus: Die zugrunde liegende Technologie wurde bereits erfolgreich zur Vermessung von Protonenstrahlen in der Krebstherapie eingesetzt. Auch für künftige Forschungsanlagen wie die European Spallation Source in Schweden oder das belgische MYRRHA-Projekt gilt der Ansatz als vielversprechend, da immer mehr moderne Beschleuniger auf möglichst störungsfreie Diagnosetechniken bei gleichzeitig immer anspruchsvolleren Teilchenstrahlen angewiesen sind.
Der Faraday Cup Award wird seit 1992 im Rahmen der Beam Instrumentation Workshops bzw. der International Beam Instrumentation Conference (IBIC) verliehen und zählt zu den renommiertesten Ehrungen der internationalen Beschleunigerphysik-Gemeinschaft. Bisherige Preisträger kommen von führenden Forschungseinrichtungen weltweit, von Russland über die USA bis nach Japan.
STFC Council Member Professor Carsten P. Welsch
Über Prof. Carsten P. Welsch
Prof. Carsten P. Welsch leitet die QUASAR-Forschungsgruppe am Cockcroft Institute in dem die University of Liverpool ein wichtiger Partner ist. Die QUASAR Gruppe selbst hat er im Jahr 2007 gegründet. Der aus Deutschland stammende Physiker studierte Physik und Betriebswirtschaft in Frankfurt und an der UC Berkeley und promovierte in Beschleunigerphysik in Frankfurt. Nach Stationen am Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg und am CERN kam er 2008 an die University of Liverpool, wo er seit 2011 als Full Professor of Physics lehrt und von 2016 bis 2023 das Physikdepartment leitete. Seine Forschung umfasst unter anderem die Antimaterie-Physik sowie die Entwicklung neuer Technologien für Teilchenbeschleuniger, insbesondere im Bereich der Strahldiagnostik.
