# taz.de -- Besuch im Cern: Ein utopischer Ort | |
> Der weltgrößte Teilchenbeschleuniger Cern geht wieder in Betrieb. Was | |
> hier erforscht wird, verändert unser Bild von der Welt. | |
Bild: Irgendwo da unten ist die Zukunft. Und die Vergangenheit auch | |
GENF taz | Es gibt einen Ort, an dem nichts ist, wie es ist. In der | |
Zeitspannen von Bedeutung sind, die so kurz sind, dass ein Augenblick eine | |
Ewigkeit ist. Oder so ewig, dass ein Menschenleben nur ein Augenblick ist. | |
Ein Ort, an dem oben und unten irrelevant sind und vorher und nachher | |
biegsam. Dieser Ort ist: hier und jetzt. Man muss nur genau genug | |
hinschauen. Und wegen aggressiver Primaten höllisch aufpassen. | |
„Nehmen Sie sich vor den radioaktiv verseuchten Affen in Acht“, sagt Paul | |
Laycock, als sich 100 Meter unter der Erde, im Zentralmassiv der | |
französischen Alpen, eine massige Aufzugtür öffnet. Dahinter befindet sich | |
eine der komplexesten Maschinen, die Menschen jemals konstruiert haben. | |
Laycock, Experimentalphysiker von der Universität Liverpool, ist zuständig | |
dafür, das Universum zu verstehen, das diese Maschine erzeugt. Atlas heißt | |
sie. Wie der Titan, der die Welt auf den Schulter trägt. Heute trägt der | |
Atlas die Welt in sich. | |
Wir befinden uns am Cern, dem weltweit größten Forschungszentrum für | |
Teilchenphysik in Genf. Was hier passiert, ist ein Menschheitsprojekt. Die | |
Institute, die mit den Daten des Cern arbeiten, sind auf der ganzen Welt | |
verteilt. Über 10.000 Forscher aus 84 Länder arbeiten daran. Der Ort steht | |
für Hoffnungen, Urängste, für die Grenzen von Erkenntnis und Wissenschaft – | |
und für eine politische Utopie der Freiheit des Denkens. | |
Was am Cern geforscht wird, ist den meisten Erdenbürgern unverständlich. | |
Die Termini klingen nach Science-Fiction, die Fragestellung scheint simpel: | |
Woraus besteht das Universum und wie funktioniert es? An über zwei Dutzend | |
Experimenten untersuchen Wissenschaftler beispielsweise die Eigenschaften | |
von Antimaterie oder suchen nach Dunkler Materie. | |
## Gigantisches Teilchenpuzzle | |
Herzstück ist der Large Hadron Collider, kurz LHC, der leistungsstärkste | |
Teilchenbeschleuniger der Welt. Der LHC nimmt im April seinen Betrieb | |
wieder auf, nach vier Monaten Wartung. Dann wollen die Forscher | |
herausfinden, ob sie die nächste Revolution des physikalischen Weltbilds | |
bereits entdeckt haben: ein neues Teilchen. | |
Es wäre der größte Triumph seit 2012, als sie am Cern das Higgs-Teilchen | |
aufschnappten, das letzte fehlende Stück im sogenannten Standardmodell der | |
Teilchenphysik: Eine Theorie, die alle 17 Elementarteilchen beschreibt, aus | |
denen die uns bekannte Materie aufgebaut ist. Quarks zählen dazu, aus denen | |
Atomkerne aufgebaut sind, das Elektron gehört dazu oder das Photon, das | |
unter anderem Licht oder unsere Handystrahlung bildet. Das Higgs-Teilchen | |
war das letzte Puzzleteil, es soll allem und jedem die Masse verleihen. | |
Nein, es gibt keine radioaktiven Affen. Paul Laycock hat die ganze | |
Aufzugfahrt nach lustigen Anekdoten gesucht. Er wollte den Besucher nicht | |
enttäuschen, deshalb hat er sich das mit den Affen ausgedacht. | |
Physikerhumor. Im Angebot hat er aber die Geschichte mit dem Schwarzen | |
Loch. | |
Ein deutscher Biochemiker versuchte 2008 per Gerichtsbeschluss zu | |
verhindern, dass der LHC wieder in Betrieb geht. Er fürchtete, der | |
Beschleuniger könnte versehentlich ein Schwarzes Loch erzeugen, das die | |
Erde verschlingt. „Ein Schwarzes Loch wäre toll“, sagt Laycock, „wir suc… | |
nach so etwas.“ Es wäre kleiner als ein Atom und würde sich augenblicklich | |
selbst vernichten. Laycock versichert, dass hier niemand verschlungen wird. | |
Gelegentlich beten noch ein paar irre Christen oder versponnene Esoteriker | |
vor den Toren des Cern, um den Weltuntergang abzuwenden. | |
## An der Grenze des technisch Machbaren | |
Kurz bevor sich der Aufzug öffnet, fällt Laycock also der Affenwitz ein. | |
Die Tür geht auf, dahinter ist noch eine graue schwere Eisentür. Laycock | |
greift sich einen roten Bauhelm von der Wand, öffnet per Irisscan eine | |
Sicherheitsschleuse. Schilder warnen vor Radioaktivität, heute null, weil | |
der Beschleuniger gewartet wird. Laycock stapft einen hell erleuchteten | |
Gang entlang und hinter noch einer Stahltür befindet er sich: Atlas. Ein | |
Anblick, als säße man als Ameise vor einer Waschmaschine. Mit 25 Metern | |
haushoch, Arbeiter werkeln auf Kränen an Kabelsträngen, im Zentrum des | |
riesigen Zylinders die blaue Tunnelröhre, die einen 27 Kilometer langen | |
Kreis bildet. In ihm kollidieren die Teilchen. | |
„Stellen Sie sich vor, sie müssten die Größe der USA schätzen und schaffen | |
es bis auf eine Haarbreite genau“, sagt Laycock. Das schafft Atlas mit der | |
Vermessung der 17 Teilchen des Standardmodells. Es ist die Grenze dessen, | |
was technisch möglich ist. | |
Atlas ist eine Kamera, ein Mikroskop, ein Urknallerzeuger, eine | |
Zeitmaschine, ein Ding mit vielen Namen, funktional gesehen ein monströser | |
Detektor. Hans Magnus Enzensberger nannte die Hallen hier „Kathedrale der | |
Physik“. Vermutlich standen die Bauern früher genauso ehrfürchtig und | |
unwissend um die göttlichen Machenschaften in den Kathedralen wie heute der | |
Laie vor dieser Maschine. Die Verbindung zu einer unerklärlichen Welt, dem | |
mathematisch nicht geschulten Verstand so unzugänglich wie die Pfade des | |
Herrn. | |
## Ultrakurz und ultraklein | |
Was darin geschieht, kann man sich mit folgendem Vergleich vorstellen: Die | |
Menschheit will Sie ins All schießen. Weil herkömmliche Raketen zu schwach | |
sind, baut die UNO Ihnen ein Raumschiff. Es beschleunigt Sie eine Stunde | |
lang mit der Leistung von circa 3,1 Milliarden Atomkraftwerken. Das | |
passiert den Protonen im LHC, rechnet man die Energie, mit der sie mittels | |
Magnetkraft beschleunigt werden, auf das Körpergewicht eines Menschen um. | |
Je schneller, desto mehr Energie bündeln das Proton. Lichtschnell können | |
sie allerdings laut Einsteins Relativitätstheorie nie werden. | |
In dem Zustand prallen die Protonen aufeinander. Wenn so viel Energie auf | |
einem fast unendlich kleinen Raum versammelt ist, ergibt das im Prinzip | |
eine Zeitmaschine: Rund 13,8 Milliarden Jahre nach dem Urknall bildet sich | |
am Rand des Genfer Sees im Herzen des Atlas-Detektors für ultrakurze Zeit | |
auf ultrakleinem Raum eine so hohe Energiedichte, wie es sie zuletzt ein | |
paar milliardstel Billiardstelsekunden nach dem Beginn des Seins gab. | |
Je mehr Energie, desto näher rücken wir an den Beginn allen Seins heran, | |
das ist die Theorie. Vielleicht schmunzeln unsere Nachfahren mal über diese | |
Vorstellung, so wie wir heute über die Schildkröte Kurma: eine | |
Erscheinungsform des Hindu-Gottes Vishnu, auf deren Rücken angeblich die | |
Welt ruht. | |
## Auf Unerwartetes hoffen | |
Wahrscheinlich ist das aber nicht. Bisher hat sich in der Geschichte der | |
Physik oft herausgestellt: Überholte Theorien waren nicht falsch. Sie | |
beschrieben nur einen kleinen Ausschnitt der Welt und gingen in | |
allgemeineren Idee auf. Isaac Newton fand im 17. Jahrhundert | |
Gravitationsgleichungen, die beschreiben, wie sich Planeten anziehen. | |
Einstein zeigte 1915, dass Gravitation etwas sehr viel Komplexeres ist; | |
eine Verzerrung der Raumzeit. | |
Ähnlich könnte es auch am Cern laufen. Paul Laycock steht zwar nicht zum | |
ersten Mal vor dem Atlas, macht aber immer noch Fotos, wenn er die | |
Urknallmaschine zu Gesicht bekommt. „Wir wissen nie, was Atlas findet“, | |
sagt er. Sein Job besteht unter anderem darin, in den gigantischen | |
Datenmengen, die der Titan auffängt, nach Spuren von Unerwartetem zu | |
suchen. Nach dem, was Bisheriges über den Haufen wirft. | |
Wäre das Cern eine Kathedrale, dann eine, in dem der Bischof versucht zu | |
beweisen, dass es Gott nicht gibt. Kürzlich, sagt Laycock, da ist ihm so | |
etwas passiert. „Ich hielt ein Messergebnis in Händen und war echt | |
aufgeregt. Wow, dachte ich, was ist das denn?“, sagt er, auch wenn er | |
gleich einschränkt: Noch kann alles eine Fluktuation, ein Messungenauigkeit | |
sein. Es kann aber auch eine Revolution sein: ein neues Teilchen, das | |
niemand erwartet hat. Es wäre der erste experimentelle Nachweis eines | |
Teilchens jenseits des Standardmodells. 750 Gigaelektronenvolt Masse hat es | |
möglicherweise, das sei hier einmal erwähnt. | |
## Gott ist nah – und nicht zu sprechen | |
Die Energie im Inneren des Atlas verschmilzt zu neuen Teilchen, die sofort | |
wieder zerspringen, wie Vasen auf dem Boden. Dabei wandeln sie sich in | |
andere, stabilere Bruchstücke um. Atlas schichtet eine ganze Armada | |
Detektoren rund um diesen Miniurknall. Dort hinterlassen die Bruchstücke | |
ihre Spuren, wenn sie vergehen. Weil sie von Magneten abgelenkt werden, in | |
speziellen Kammern mit den Atomen des Edelgases Argon kollidieren oder in | |
Silizium-Detektoren elektrische Ministröme in dem Halbleitermetall | |
erzeugen, ein Effekt, der in jeder Digitalkamera passiert. | |
Verständlich? Nein? Das ist das Schicksal der Teilchenphysik und des Cern: | |
die Grenzen der menschlichen Metaphorik. Gott ist ein unpersönliches Feld | |
und wer mit ihm sprechen will, muss in Formeln kommunizieren. Das klingt | |
albern. Aber ohne höhere Mathematik ist Teilchenphysik ein Mythos, so wie | |
die Geschichte der Schildkröte Kurma. | |
Neben Energieskalen und Millisekunden gibt es noch einen sehr persönlichen | |
Maßstab am Cern: die Anzahl schlafloser Nächte von Gian Giudice, Chef der | |
Theorieabteilung. Falls das Teilchen, das Laycock in Staunen versetzt hat, | |
kein Messfehler sein sollte, wird Giudice vier Wochen lang nicht schlafen. | |
Als sie am Cern das Higgs entdeckten, schlief Giudice zwei Wochen nicht, | |
behauptet er. Soll heißen: Das neue Ding würde Higgs in den Schatten | |
stellen. | |
Giudice und die anderen Theoretiker arbeiten an der Oberfläche, die Gebäude | |
des Cern liegen verstreut, immer entlang des 27 Kilometer langen | |
unterirdischen Rings. Architektonisch ist das so spektakulär wie in einer | |
Paketabfertigungshalle der Deutschen Post. Als Hollywood-Regisseur Ron | |
Howard hier für den Film „Illuminati“ drehen wollte, war er so enttäuscht, | |
dass er den Kontrollraum des LHC lieber im Studio nachbaute. | |
## Leider ohne Illuminaten | |
Auch Giudices Büro ist schlicht; auffälligstes Stück ist eine Wandtafel, | |
wie sie theoretische Physiker zu nutzen pflegen, um Formel draufzukritzeln. | |
„Ein paar Gedanken“, sagt Giudice. Zum Fenster strömen Trilliarden von | |
Photonen herein, quantenphysikalisch gesehen diskrete Zustände des | |
elektromagnetischen Feldes vulgo: Licht. | |
Das berühmte Higgs zu finden war spektakulär, sagt Giudice. Aber Higgs war | |
vorhergesagt. In der theoretischen Physik gilt es als ausgemacht, dass das | |
Standardmodell in einer größeren Theorie aufgehen wird. Kosmologen | |
vermuten, dass damit nur fünf Prozent der Masse des Universums beschrieben | |
werden. Wären die sichtbaren Galaxien alles, könnten sie nach gängiger | |
Physik nicht existieren. Irgend etwas muss sie mit einer gewaltigen | |
Gravitationskraft zusammenhalten und dieses Etwas muss 95 Prozent der Masse | |
des Alls ausmachen. Dunkle Materie und Dunkle Energie nennen Astronomen die | |
fehlenden Teilchen. Am Cern suchen sie danach. | |
Nun also könnte sich erstmals eine Physik jenseits des Bekannten in einem | |
Teilchenbeschleuniger andeuten. „Das wäre eine totale Revolution, ein | |
Paradigmenwechsel, für mich die größte Entdeckung, deren Zeuge ich in | |
meinem wissenschaftliche Leben werde“, sagt Giudice. Aber gibt es jemanden, | |
der bereits eine Theorie für dieses neue Ding hat, sollte es sich | |
bestätigen? Bei der Frage muss Giudice lachen. „Jemand, der eine Theorie | |
hat?“, fragt er. „Ich kenne kaum einen theoretischen Physiker, der keine | |
hat.“ Giudice hofft, dass es am Ende einen ganzen Zoo neuer Teilchen gibt, | |
wie sie möglicherweise an anderen Orten des Universums existieren. | |
Doch auch diese Teilchen wären nur ein kleiner Teil des möglichen großen | |
Ganzen. Denn je genauer Physiker die Grundkräfte der Natur untersuchen, | |
desto mehr davon lassen sich in noch elementarere Prinzipien | |
zusammenfassen. | |
## Ein Sonnensystem als Spielplatz | |
„Wenn sie immer kleinere Distanzen untersuchen, dann wird die Natur immer | |
einfacher. Wollen wir tiefer in sie eindringen, müssen wir immer kleiner | |
werden“, sagt Giudice. Will man kleiner werden, braucht es mehr Energie. Je | |
dichter die Energie, desto ursprünglicher der Zustand, desto näher am | |
Urknall. | |
Der LHC soll seine Energie bis 2025 verzehnfachen, doch ein | |
Teilchenbeschleuniger, der die kleinsten Bausteine des Universums enthüllt, | |
müsste, so eine gängige Schätzung, den Umfang unseres Sonnensystems haben – | |
schwer zu bauen. Erst dann könnte das wirklich Elementare enthüllt werden. | |
Eine bizarre Welt, in der alles aus winzigen Seiten, Strings, besteht, die | |
in bis zu elf Dimensionen schwingen. Warum? Erinnern Sie sich an die | |
Schildkröte: Ohne Mathematik bleiben nur Metaphern. | |
Was bringt das alles? Die Frage ist simpel, man kann sie bei Kaffee und | |
einer Zigarette in der Sonne vor der Kantine des Cern besprechen. Zum | |
Beispiel mit Christoph Rembser, einem deutschen Physiker, der schon ewig am | |
Cern arbeitet. Am Tisch schlendert gerade Samuel Ting vorbei, der 1974 ein | |
neues Teilchen entdeckte und dafür den Nobelpreis erhielt. In der Kantine | |
sitzen meiste junge Menschen, darunter viele Frauen. „Das Problem, dass | |
sich Frauen angeblich nicht für Physik interessieren, scheint mir sehr | |
deutsch zu sein“, sagt Rembser. | |
## Geld oder Ruhm? | |
Zurück zur Frage, die zu stellen wir Rembser vor der Kantine treffen: Was | |
bringt das alles? Nehmen wir Albert Einstein, glühender Pazifist. Er | |
entschlüsselte die Natur des Lichtes, 30 Jahre später explodierte eine | |
Atombombe in Hiroshima. Ohne die Relativitätstheorie hätte es sie nicht | |
gegeben. Was passiert 30 Jahre nach der Entdeckung des Higgs? Die | |
aggressiven Primaten, sind das nicht wir? | |
„Wissen ist nichts Schlechtes“, sagt Rembser und zeigt auf das Gebäude. | |
Wenn es einen Ort gebe, an dem verhindert werde, dass Wissen missbraucht | |
werde, dann hier. | |
„Ältere Kollegen erzählen, dass sie in den 80ern gut mit | |
Sowjetwissenschaftlern gearbeitet haben, von denen einige spionierten“, | |
sagt Rembser. „Aber es gab nichts zu spionieren. Die Ergebnisse wurden | |
ohnehin alle veröffentlicht.“ Immer wieder wird das Cern zum Ruhepol in | |
einer stürmischen Welt: 1989 fanden chinesische Studenten hier Zuflucht, | |
nachdem die Reformbewegung des Landes niedergeschlagen wurde. | |
Rembser beschreibt das Cern auch als politisches Versprechen. Weil das Cern | |
eine Ruheraum vor der Verwertungsmaschinerie des Kapitalismus ist. Was | |
geforscht wird, das bestimmen die Forscher per Abstimmung in ihren | |
Arbeitsgruppen. Die Industrie hat kein Mitspracherecht, es gibt keine | |
Drittmittel, keine Auftragsforschung, alle Daten und Forschungen werden | |
offengelegt. | |
Was sie am Cern machen, ist also nicht nur Wissenschaft, sondern Kunst. Was | |
Wissenschaft ist, das definieren sie hier selbst, so wie der Künstler, der | |
sein Werk zur Kunst erklärt. Sie forschen der Erkenntnis wegen. „Natürlich | |
gehen viele junge Wissenschaftler später in die Industrie“, sagt Rembser. | |
Dort gibt es bessere Gehälter – aber selten den Ruhm, ein neues | |
Elementarteilchen entdeckt zu haben. | |
2 Apr 2016 | |
## AUTOREN | |
Ingo Arzt | |
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