Und die Teilchenjagd kann weitergehen

19. Mai 2009, 18:26
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Der Cern-Austritt Österreichs ist vom Tisch - Nun konzentrieren sich Forscher wieder auf den Teilchenbeschleuniger LHC, der ab September neu startet und das physikalische Weltbild überprüfen oder sogar verwerfen wird - Ein Lokalaugenschein

Da steht er also, der gigantisch große Detektor, den man von zahlreichen Bildern kennt. Ein mit Feinelektronik ausgestatteter Stahlkoloss, der das Gewicht von fünf Jumbojets hat und auf die Besucher ein wenig wie ein Hollywood-Raumschiff wirkt. Die unheimliche Begegnung der dritten Art? Da sind ein "Wow" , ein "Na bumm" oder ein "Unglaublich" durcheinander zu hören. Jeder macht große Augen angesichts dieser Gigantomanie.

Die Physikerin Claudia Wulz ist den Anblick gewohnt. Sie arbeitet seit Anbeginn als Angestellte des Instituts für Hochenergiephysik der Österreichischen Akademie der Wissenschaften am Detektor (CMS, Compact Muon Solenoid), einem von vier Großexperimenten, die im 27 Kilometer langen Teilchenbeschleuniger LHC durchgeführt werden. Hier, hundert Meter unter einer Halle bei Cessy in Frankreich, will das Kernforschungszentrum Cern unter anderem einen Beweis für die Existenz der bisher nur theoretisch angenommen Higgs-Teilchen erbringen: Sie sollen der Grund dafür sein, warum die meisten Teilchen eine ganz bestimmte Masse haben.

Ihr Nachweis sollte in jedem Fall gelingen. Nicht, weil die Physiker am Cern unfehlbar sind, sondern weil die aufeinander zurasenden Protonen zum Zeitpunkt des Aufpralls vierzehn Teraelektronenvolt Energie auf engstem Raum freisetzen und dabei Higgs-Teilchen entstehen müssen, wenn sie überhaupt existieren und die Theorie stimmt. Wenn keine Higgs-Teilchen zu finden sind, sagt Wulz, dann ist etwas faul an der Sache und würde wohl das bisherige Standard-Weltbild der Physik gewaltig erschüttern. "Das wäre eine Sensation."

Die Kärntnerin von Wiener Institut für Hochenergiephysik ist stellvertretende Projektmanagerin für das Triggersystem am Detektor CMS. Damit werden die wirklich interessanten Ergebnisse aus vierzig Millionen Teilchenkollisionen pro Sekunde gefiltert. Natürlich überlässt man da nichts dem Zufall. Eine "schnelle Elektronik" , wie Wulz es nennt, erkennt die Signaturen der Teilchen und wirft den nicht ganz so neuen Großteil der Ergebnisse weg. Einfach so. Hundert pro Sekunde sollten übrigbleiben. Immer noch reichlich, wenn man bedenkt, dass der LHC wahrlich kein Kurzprojekt ist und vermutlich, wenn er einmal wie geplant ab September 2009 wieder läuft, etwa fünfzehn Jahre in Betrieb sein wird. Man will ja nicht weniger als die Welt erklären, so, wie sie heute ist.

Schwarze Löcher

Auf der Rückfahrt zum Cern-Hauptgebäude in Genf kommt die Frage, die kommen musste: Haben die Anrainer hier keine Angst? Schließlich wurden ja recht wilde Geschichten verbreitet: Schwarze Löcher könnten entstehen, die die Erde verschlucken würden. Das wollen wir doch alle nicht.

Wulz weist auf die umfassende Aufklärungskampagne des Cern hin. Die Bevölkerung sei informiert. Eine Beweisanekdote hat sie auch parat. "Ich habe kürzlich mit einem französischen Bäcker gesprochen, der alles ganz genau wusste. Und an die Panikmache der LHC-Gegner nicht glaubt." Wenn Mini-Schwarze-Löcher entstehen, dann würden sie auch sofort wieder verpuffen - ohne Folgen für den Menschen. Und es würde beweisen, dass es mehr als drei Dimensionen gibt. "Strange" , wie ein Cern-Forscher in der Kantine meint, "aber nicht bedrohlich für die Menschheit."

Die Zahl des Antichristen

Das Logo des Forschungszentrums, das als eine Ansammlung von Sechsern gelesen werden kann, wird von Dan Brown im Roman Illuminati als das biblische Symbol 666, die Zahl des Antichristen, bezeichnet. "666, the number of the beast" , wie Iron Maiden gesungen haben. Mit Übersinnlichem hat man im Cern insgesamt wenig Freude. Werner Riegler, designierter technischer Koordinator des Alice-Detektors, hat auch keine Lust, die Higgs-Teilchen als Gottesteilchen zu bezeichnen. "Der Ausdruck ist nicht sehr geschickt." Riegler räumt aber ein:"Er ist natürlich sehr PR-tauglich." Wie auch die Verfilmung von Illuminati mit Tom Hanks.

Der Österreicher beschäftigt sich mit dem Zustand der Materie, "wie er Mikrosekunden nach dem Urknall geherrscht hat" . Atome, erklärt Riegler dem laienhaften Zuhörer, bestehen aus der Hülle (den Elektronen) und den Atomkernen, "die wiederum aus Protonen und Neutronen bestehen. Diese enthalten sogenannte Quarks, die durch Gluonen zusammengehalten werden."

Im Alice-Experiment will man durch hohe Temperaturen Protonen und Neutronen zum Schmelzen bringen und einen Zustand der Materie erzeugen, den man als Quark-Gluon-Plasma bezeichnet. Er herrschte im "jungen" Universum vor. Durch diese Nachbildung will man herausfinden, wie die heute vertrauten Teilchen entstanden sind. Physik also als Antwort auf die Frage: "Woher kommen wir?" Ist das nötig? Die Frage stellen Kritiker schon lange. Die Cern-Forscher verteidigen natürlich vehement die Freiheit der Grundlagenforschung. Reiner Erkenntnisgewinn sollte es sein, der fundamentale Fragen beantworten könne, aber nicht müsse - "und vielleicht auch irgendwann einmal ein Produkt abwirft, das die Welt verändert" , wie einer von ihnen betont - wie einst das World Wide Web, hier vor zwanzig Jahren als Nebenprodukt entstand.

Dass das alles auch klappt, darauf wirft unter anderem die Waldviertlerin Verena Kain ein Auge. Sie ist "Engineer in Charge" , eine von sieben, die alle acht Stunden im Kontrollzentrum des LHC Dienst haben. "Wie auf der Brücke eines Raumschiffs." Hier muss man den klaren Kopf abseits aller gigantischen Ausmaße von Experiment, Detektoren und möglicher Ergebnisse bewahren, um letzte Entscheidungen treffen zu können. Mit mehreren Bildschirmen vor sich, die Daten, Kurvendiagramme und Ähnliches zeigen.

Teilchenphysik braucht Zeit

Panik und Hektik sind keine guten Berater in einer Forschung, die die Vorstellungskraft einigermaßen übersteigt und viel Zeit und Geduld in Anspruch nimmt. Als es mit dem Aufzug langsam hundert Meter hinab zum CMS-Detektor ging, sagte ein Besucher: "Jetzt stecken wir."

Ein anderer antwortete seelenruhig, so als hätte er es im Verhaltenscodex von Cern gelesen: "Das dauert einfach so lange, wie alles in der Teilchenphysik." (Peter Illetschko aus Genf, DER STANDARD/Printausgabe 20.5.2009)

 

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