Das Nichts kann alles sein

28. Oktober 2002, 11:31
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Kernphysiker wie Wolfgang Pauli oder die diesjährigen Physik-Nobel- preisträger Raymond Davis und Masatoshi Koshiba sind die Chronisten und Fabelerzähler des Designs der Welt

Wolfgang Pauli war einer der ganz wenigen Physiker, die sich weigerten, an der Atombombe mitzubauen. Alle Möglichkeiten dazu hätte er gehabt: Er war einer der Kernphysikpioniere und lebte von 1940 bis 1946 in den USA. Ob diese Weigerung in Paulis Gabe lag, physikalische Sätze Jahrzehnte bevor sie bewiesen werden konnten, aufzustellen, sei dahingestellt.

Die Arbeiten von zwei der drei diesjährigen Nobelpreisträger für Physik fußen jedenfalls auf Paulis Annahme, erstmals öffentlich formuliert im Jahr 1930, dass es neutrale, bis dato nicht entdeckte Teilchen geben müsse - den später so genannten Neutrinos - die keine oder kaum eine Masse hätten und zu den Bausteinen zu rechnen wären, aus denen die Welt nun einmal zusammengesetzt ist.

Die Forschungen der Preisträger, so schrieb das Komitee, habe die Sicht auf das Universum verändert. So gesehen sind Physiker wie Pauli oder die heuer mit dem Nobelpreis ausgezeichneten Kollegen Raymond Davis und Masatoshi Koshiba gewissermaßen die Forscher, die Chronisten und die Fabelerzähler allen Designs, denn sie erklären uns Wissenschaftsbanausen, wie die Welt - nach unserer eingeschränkten Vorstellungsgabe, versteht sich - funktioniert oder funktionieren könnte. Und deshalb hat Wolfgang Pauli mit dem Neutrino auch einen prominenten Platz in der von den Architekten und Designern Gregor Eichinger und Christian Knechtl kuratierten Österreich-Designausstellung Design Now.Austria, die seit einigen Jahren um die Welt tourt.

Pauli, ebenfalls Physik-Nobelpreisträger, 1900 in Wien geboren, 1958 in Zürich gestorben, hinterließ der forschenden Nachwelt nicht nur wichtige Beiträge zur Quantentheorie, sein Ausschließungsprinzip und die Erkenntnis der Existenz der Neutrinos, sondern auch eine gewisse, in den Jahren bei Niels Bohr in Kopenhagen antrainierte ganzheitliche Sicht der Dinge, die eine Allgemeingültigkeit für aufgestellte Theorien postuliert.

Dass Pauli mit seiner Neutrino-These und damit einer gedanklich designten Wirklichkeit tatsächlich Recht hatte, konnte erst vom 1995 mit dem Nobelpreis beehrten US-Physiker Frederick Reines wissenschaftlich bestätigt werden. Er hatte die Auswirkungen der Neutrinos gemeinsam mit Clyde Cowan bereits 1956 nachgewiesen. Dass man Neutrinos tatsächlich "einfangen" kann, zeigten nun der Amerikaner Raymond Davis und der Japaner Masatoshi Koshiba vor.

Pro Sekunde produziert allein die Sonne die erkleckliche Anzahl von 200 Billiarden Billiarden Billiarden Neutrinos. Während derselben Zeitspanne rasen rund zehn Milliarden Neutrinos durch jeden Punkt der Erde. Man sollte also meinen, der einigermaßen häufigen Kerle leicht habhaft werden zu können. Doch was das Neutrino-Einfangen so schwierig macht, ist deren Gabe, sich um nichts zu scheren: Etwas seriöser, physikalisch ausgedrückt bedeutet das, dass sich die Teilchen einer derart geringen Wechselwirkungswahrscheinlichkeit befleißigen, dass nur eines aus einer Billion auf seinem Flug durch die Erdkugel von einem Atomkern verschluckt wird. Mit anderen Worten: Sie sind durch kaum etwas aufzuhalten, einzusperren und in Ruhe zu betrachten.

Doch neben den Sonnenneutrinos und noch einem anderen, dessen Erklärung den Rahmen sprengen würde, existiert auch noch eine weitere Neutrino-Art, die sozusagen hoch energetisch, etwas träger und durch eine gewisse chemische Reaktion erzeugbar - und nachweisbar ist.

Raymond Davis begab sich also in die Höhlen eines alten Goldbergwerks in Süddakota, um seine Messungen vor Umgebungsstrahlung zu schützen, errichtete in 1460 Metern Tiefe seinen Detektor, konstruierte einen 680-Tonnen-Perchlorethylen-Tank, in dem pro Monat rund 20 Argonatome und die dazugehörigen faulen Neutrinos entstanden.

Währenddessen begab sich ein weiterer Neutrino-Fänger, Masatoshi Koshiba, auf der anderen Seite der Erdkugel ebenfalls in ein Bergwerk, um einem ähnlichen Ziele nachzujagen. Er wollte wie der amerikanische Kollege mittels eines enormen Tanks, diesmal befüllt mit ultrareinem Wasser, kosmische Neutrinos nachweisen - und ohne die für uns sowieso unverständlichen Details rekonstruieren zu müssen: Die japanischen Messungen bestätigten die des Amerikaners, Davis und Koshiba gelten seither als die Begründer einer neuen Neutrino-Astronomie.

Vor allem Davis, nur um 14 Jahre jünger als Wolfgang Pauli, hat der Neutrinoforschung viele Jahrzehnte seines Lebens gewidmet. Was bleibt, ist die Erkenntnis. Auch über Paulis Arbeit schrieben posthum Ralph Kronig und Victor F. Weisskopf: "Seine Veröffentlichungen enthalten aber, wie dies bei der ungewöhnlich kritischen Einstellung Paulis begreiflich ist, nur einen kleinen Teil der wirklich von ihm geleisteten Arbeit. Pauli berichtete in seinen Abhandlungen über die fertigen Ergebnisse, aber nicht über den langen, oft mühevollen Weg, der zu ihnen geführt hatte, und auch nicht über unfertige Versuche." (Der Standard/rondo/Ute Woltron/25/10/02)

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