Experiment am Cern: "Maximal zerstören wir den Detektor"

In den Röhren des LHC-Tunnels werden Protonen nahezu auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt© Laurent Gillieron/DPA

Was passiert im Large Hadron Collider, dem neuen Teilchenbeschleuniger am Cern?

Einfach ausgedrückt: Im Beschleuniger werden Protonen oder Bleiionen nahezu auf Lichtgeschwindigkeit gebracht und aufeinander geschleudert. Deren elementare Bestandteile - Quarks und Gluonen - erzeugen neue Teilchen und Energie. Es werden Temperaturen erreicht wie in der ersten Billionstelsekunde nach dem Urknall. Das Beobachten der Prozesse im LHC lässt daher quasi einen Blick auf den Moment kurz nach der Entstehung des Universums zu.

Wie gefährlich ist das? Einige Wissenschaftler warnen, dass die Versuche das Ende der Welt bedeuten.

Es gibt spekulative Theorien über "Mini-Black-Holes", winzige Schwarze Löcher, die entstehen könnten. Aber diese haben nichts mit den gigantischen Schwarzen Löchern zu tun, wie wir sie aus dem Weltraum kennen. Am LHC werden höchst instabile Teilchen erzeugt, falls Mini-Black-Holes entstehen, zerfallen sie sofort wieder. Natürlich kann man sagen, dass wir Physiker selbst nicht genau wissen, was im Beschleuniger passieren wird und daher die Gefahren nicht abschätzen können. Aber man sollte bedenken, dass die im LHC provozierten Kollisionen so auch in der Natur ständig stattfinden. Falls bei diesen Prozessen winzige Schwarze Löcher entstehen, tun sie das auf der Erde seit Milliarden Jahren - und die Erde ist immer noch da!

Wurde das überprüft?

Eine Arbeitsgruppe, die die möglichen Gefahren des LHC untersucht hat, ist zu dem eindeutigen Schluss gekommen, dass die Experimente ungefährlich sind. Das Schlimmste was uns passieren kann, ist, dass wir einen Detektor kaputt schießen.

Wie kann man sich das vorstellen?

Im Ring des LHC werden sehr viele Protonen mit sehr hoher Energie kreisen. Diese Energie reicht aus, um eine halbe Tonne Kupfer zu schmelzen. Wird der Strahl abgelenkt, könnte also eines der Messgeräte zerstört werden. Aber das wäre ein technischer Unfall, mehr nicht.

Welchen praktischen Nutzen hat die Forschung am LHC?

Wir betreiben Grundlagenforschung, daher ist das schwer zu beantworten. Rückblickend lässt sich sagen: Vor 50 Jahren, als die ersten Teilchenbeschleuniger am Cern und auch am Desy in Hamburg gebaut wurden, wusste niemand, welchen konkreten Nutzen diese mit sich bringen würden. Heute nutzt man die Beschleunigerringe für verschiedenste Forschungsprojekte. Sogar bei der Tumortherapie.

Es gibt allerdings einen direkten Nutzen, der nicht zu unterschätzen ist: Die Ausbildung junger Physiker. Die Begeisterung für die Elementarteilchenphysik, für die Astronomie, bringt junge Menschen dazu, Physik zu studieren. Viele gehen später in die Wirtschaft, in die technische Entwicklung. Bekannt ist ja auch, dass das World Wide Web am Cern erfunden wurde - weil die Physiker weltweit arbeiteten und man möglichst einfach Informationen austauschen wollte.

Durch die Experimente am Cern wollen Physiker das Higgs-Boson nachweisen, das immer wieder als "Gottesteilchen" bezeichnet wird. Warum eigentlich?

Ich stehe dem skeptisch gegenüber. Entweder sind alle Teilchen Gottesteilchen oder keines - das hängt von der persönlichen Einstellung ab. Was wir am Cern machen, hat natürlich philosophische und religiöse Komponenten: Wir wollen den Bauplan des Universums entschlüsseln. Wir können der Frage näher kommen, was Masse eigentlich ist. Vielleicht können wir die Frage beantworten, ob die Theorie der Supersymmetrie stimmt und für jedes Teilchen im Universum ein Zwilling existiert. Und wir könnten das Higgs-Boson nachweisen.

Warum ist dieses Higgs-Boson eigentlich so wichtig?

Falls wir am Cern die Existenz des Higgs-Bosons nachweisen, könnten wir dadurch eines der großen Probleme der Physik lösen. Es gibt das so genannte Standardmodell, das Quarks und Leptonen beschreibt. Doch dieses wunderschöne Konzept funktioniert nur, wenn die Teilchen keine Masse haben. Die haben sie aber! Nun hat Peter Higgs in den 60ern ein Modell entwickelt, durch das man die Eleganz des Standardmodells behalten kann und Masse zulässt. Das funktioniert aber nur, wenn Higgs-Teilchen entstehen. Der Nachweis eines Higgs-Teilchens würde also das Standardmodell stützen.

Hat die Teilchenphysik ein Problem, wenn es nicht entdeckt wird?

Manche Kollegen sagen, dass es dann erst richtig interessant wird, weil der einfache Ansatz nicht ausreicht und wir ganz neue Theorien brauchen.