Kollision im Kosmos der Physik

2. September 2008, 20:15
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Cern-Forscher Christian Fabjan im STANDARD-Interview über den LHC: "Ein Scheitern wäre der Todesstoß für die Teilchenphysik wie wir sie heute kennen"

STANDARD: Kürzlich wurde ein Antrag auf einstweilige Verfügung gegen die Inbetriebnahme des Teilchenbeschleunigers Large Hadron Collider (LHC) am Kernforschungszentrum Cern abgewiesen. Eine Personengruppe befürchtete, der LHC könne Schwarze Löcher erzeugen, die die Erde verschlucken. Können Sie da überhaupt ernstzunehmende Besorgnis entdecken?

Fabjan: Diskussionen finden immer vor Inbetriebnahme eines Beschleunigers statt. Die damit häufig verbundene Besorgnis ist absolut ernst zu nehmen. Wissenschafter und Medien sollten diese Ängste aber sorgfältig und transparent behandeln. Mich freut das Interesse der Bevölkerung, die nach meiner Erfahrung eine offene und klare Diskussion schätzt: Für mich bietet das auch die Chance über unser Fachgebiet zu reden, wie über die faszinierende Synthese von Teilchenphysik und Kosmologie. Wir können erklären, dass wir ständig natürlicher Radioaktivität ausgesetzt sind, dass unsere Erde pro Sekunde von mehr als einer Million kosmischer Teilchen bombardiert wird, die energetischer sind als die LHC-Kollisionen - und dass die Erde vier Milliarden Jahre diese Kollisionen überlebt hat.

STANDARD: Gab es aufgrund der Diskussionen zusätzliche Forschungsarbeiten?

Fabjan: Ja. Aufgrund der zuletzt stattfindenden Diskussionen wurden einige Fragen erneut betrachtet, was sogar zur Publikation neuer Beiträge geführt hat. Der Konsens der Fachwelt ist klar und aufgrund von Natur-Experimenten mit kosmischer Strahlung können wir versichern: LHC wird nicht das Schicksal unserer Welt beeinflussen, LHC wird Erkenntnisse über Vergangenheit und Zukunft unseres Universum liefern.

STANDARD: Sie erwähnten die Medien. Waren Sie mit der Berichterstattung zufrieden? Ist irgendwann einmal durch reißerische Texte Imageschaden entstanden?

Fabjan: Die Qualität und Sorgfalt der Berichte in den meisten Tages- und Wochenzeitungen war und ist erfreulich hoch. Man ist bemüht, die komplizierte Thematik korrekt und verständlich wiederzugeben. Sogar im Playboy wurde ein sehr guter Bericht über LHC veröffentlicht. Es kommt vor, dass kleinere, lokale Zeitungen mit keiner sehr großen Tradition wissenschaftlicher Berichterstattung oder Wochenzeitschriften mit einem gewissen Sensationscharakter die Thematik verzerren: Da werden Fehler gemacht, auch von Wissenschaftern, da wird nicht sorgfältig genug formuliert. Da wird eine Sprache verwendet, die zu falscher Interpretation verleitet. Das ist ärgerlich, aber im Allgemeinen rasch abgehakt.

STANDARD: Haben Sie in den langen Jahren der Vorbereitung einmal nicht mehr an die Realisierung des Experiments geglaubt?

Fabjan: An der Realisierung habe ich nie gezweifelt. Aber ich habe ständig während der Realisierung gezweifelt. Die Durchführung solcher Projekte ist eine sehr rationale Angelegenheit. 1989 haben wir bereits begonnen, grundlegende Überlegungen anzustellen, welche Experimentiermöglichkeiten am LHC angewandt werden können, unter Berücksichtigung der vollkommen neuartigen Experimentierbedingungen: Energie der Teilchen zehnmal höher; Messraten hundertmal höher mit bis zu 100 Milliarden Teilchen pro Sekunde.

Diesem Verständnis der prinzipiellen Möglichkeiten folgte ein weltweit koordiniertes Programm, um die notwendigen Messgeräte zu entwickeln und Prototypen zu testen. In dieser Entwicklungsphase wurden verschiedenste Methoden untersucht, um dadurch die optimalen Methoden auszuarbeiten. Erst danach begann der eigentliche Bau. Die großen technischen Herausforderungen wurden gut gelöst. Bei einigen "trivialen" Systemen, wo man glaubte, nicht wirklich genau aufpassen zu müssen, ist man ab und zu auf die Nase gefallen.

STANDARD: Stand LHC jemals auf der Kippe?

Fabjan: Einige "heiße" Augenblicke hat's gegeben, die teilweise antizipiert oder rechtzeitig erkannt und korrekt analysiert wurden - ohne Schaden. Während des Betriebes des Experiments werden ca. 100.000 Parameter pro Sekunde ständig abgefragt, die über die Funktion der Geräte Auskunft geben, um beginnendes Fehlverhalten rechtzeitig zu erkennen. Aber auch in der Technik der Teilchenphysikexperimente gibt es nicht 100 Prozent Sicherheit.

STANDARD: Welche Konsequenzen hätte ein Scheitern der Experimente für Cern und für Sie?

Fabjan: Die Konsequenzen eines Scheiterns sind nicht auszudenken. Sollte es wirklich fundamentale Gründe, irreparable oder nicht korrigierbare Fehler geben, wodurch das Erzielen von wertvollen Ergebnissen verhindert würde, dann wäre dies möglicherweise der Todesstoß für die Teilchenphysik wie wir sie heute kennen, mit katastrophalen Folgen für die gesamte Großforschung. Es wäre das Ende der Karriere von tausenden jungen Physikern. Ich würde mit Schuberts Kammermusik versuchen, das Fiasko zu vergessen.

STANDARD: Ein Prinzip der Grundlagenforschung lautet, dass sie auch scheitern darf. LHC ist Grundlagenforschung. Darf sie aber angesichts der unglaublichen Summen, die das Experiment verschlingt, auch noch scheitern?

Fabjan: Diese Frage wird oft gestellt. Der Ausgangspunkt des LHC-Abenteuers ist wahrscheinlich einmalig in der Geschichte der Wissenschaften: Unser physikalisches Weltbild beschreibt im Wesentlichen alle bekannten Erscheinungen perfekt mit hoher Präzision. Bisher wurden die Experimente der Teilchenphysik auf Basis der Theorie "Standardmodell der elektroschwachen und starken Wechselwirkung" durchgeführt und vorhergesagt. Dank LHC können wir Messungen mit 10-mal höherer Energie als bisher durchführen. Bei diesen höheren Energien muss sich - damit diese Theorie keinen Unsinn vorhersagt - ein uns noch unbekanntes, fundamentales Konzept manifestieren.

STANDARD: Sind die Higgs-Teilchen die Lösung, die Sie in diesem Fall suchen?

Fabjan: Das Higgs-Teilchen, ein bisher hypothetisches Elementarteilchen, könnte die Lösung sein. Dieses Konzept würde gleichzeitig erklären, wie die Natur den Elementarteilchen ihre Masse verleiht. Vielleicht aber ist es auch ein anderer Mechanismus, den die Natur gewählt hat? Wir wissen es nicht; wir wissen nur, dass "Neue, Fundamentale Physik" bei LHC sich manifestieren muss. Mein Doktorvater in Harvard sagte mir immer: "Nature is a bitch" - ich habe enormen Respekt vor dem Ideenreichtum der "Natur" und muss akzeptieren, dass unsere euphorischen Erwartungen möglicherweise nicht ganz erfüllt werden.

STANDARD: Kommt für Sie jetzt nach diesem wissenschaftlichen Höhepunkt am Cern eine Rückkehr nach Österreich infrage?

Fabjan: Ende August hat sich mein Cern-Status von "Scientist" zu "Scientist Emeritus" geändert. Ich benutzte den Sommer, um Optionen für die Zukunft zu sichten und bin auch im Gespräch mit der Technischen Universität in Wien - nicht unbedingt auf dem Gebiet der Teilchenphysik. Ich habe noch Lust auf etwas Neues. (Peter Illetschko/DER STANDARD, Printausgabe, 3.9.2008)

Zur Person
Christian Fabjan (66) studierte Physik an der Technischen Universität Wien, ehe er nach Harvard ging, um an der US-amerikanischen Elite-Uni sein Doktoratsstudium abzuschließen. 1971, gleich in Anschluss daran, ging er ans europäische Kernforschungszentrum Cern. Zuerst als Fellow, später als "Staff Member" , Gruppenleiter, Teamleiter und zuletzt auch als Projektleiter von Experimenten. 1974 bis 1983 arbeitete er am Intersection Storage Ring, einem Vorläufer des Teilchenbeschleunigers LHC. Fabjan ist technischer Leiter eines der vier Teilexperimente des LHC. Alice (A LHC Ion Collider Experiment) soll die "Urmaterie" , die möglicherweise eine Mikrosekunde nach dem Urknall exisitierte, erzeugen und deren Eigenschaften studieren.

Von 1992 bis 2005 war er Koordinator des österreichischen Doktoratsprogramms am Cern (Cern Fellowship des Wissenschaftsministeriums). Fabjan hält seit 1976 Vorlesungen an der TU Wien, seit 1989 ist er außerordentlicher Universitätsprofessor für Experimentelle Teilchenphysik. Fabjan ist verheiratet und hat drei Kinder. (pi)

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    Links: Physiker Christian Fabjan bei LHC-Tests.

    Rechts: Compact Muon Solenoid (CMS) ist ein Teilchendetektor und Bestandteil des Experiments am Cern. Der Detektor ist 21 Meter lang, hat einen Durchmesser von 16 Metern und wiegt 12.500 Tonnen.

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