Tagblatt Online, 11. September 2008 06:44:00

Die Erkenntnismaschine ist angeworfen

Freude über das gelungene Experiment bei den Wissenschaftern im Cern in Genf. (Bild: Bild: rtr/Fabrice Coffrini)

GENF. Zum ersten Mal sind Protonen im Beschleunigerring des Large Hadron Colliders (LHC) des Cern bei Genf gekreist. Das Ereignis stellt einen bislang einmaligen Markstein in der Geschichte von Forschung und Technik dar. Der LHC und seine vier Teilchendetektoren werden die Teilchenphysik für mindestens ein Jahrzehnt dominieren. Das könnte vielleicht unsere Weltsicht revolutionieren.

Thomas Müller, Cern

Es war 10.28 Uhr, und es hatte nur eine Elftausendstelekunde gedauert, dann war zum ersten Mal ein Bündel von Wasserstoffkernen durch die 27 Kilometer lange Röhre des Large Hadron Collider geflutscht. Im Kontrollraum des Large Hadron Collider (LHC) des Cern bei Genf brandet Jubel auf. «Dies ist ein historischer Tag für das Cern», ruft Robert Aymar, Generaldirektor des Cern, «zwanzig Jahre Arbeit haben sich gelohnt.» Lyn Evans, der Ingenieur, der den Bau des Beschleunigers während diesen Jahren geleitet hat, ist sichtlich erleichtert. «Jetzt sieht alles so einfach aus, aber das war es nicht.»

Nächstes Mal klappt's

Der historischen Sekunde vorausgegangen war ein schrittweises Abtasten des Rundkurses. Mit jedem Versuch flutschte das Protonenbündel ein paar Kilometer weiter durch die vakuumisierte Röhre, in der die Luft dünner und die Temperatur tiefer ist als im Weltall. Markus Albert, LHC-Operateur und Strahlpilot, erklärt, was passierte, als der Strahl auf halber Strecke beim ersten Anlauf nicht ankam. Die Magnetfelder konnten sie nicht auf Kurs halten, und so verloren sie sich irgendwo im Rohr. «Nicht schlimm», sagt Albert, «das nächste Mal klappt's bestimmt.» Und so ist es auch.

Die Premieren folgen nun Schlag auf Schlag. Wieder ein paar Kilometer weiter, kurz vor dem wohnblockgrossen CMS-Detektor, wird der Protonenschrotschuss zum ersten Mal in einen Graphitblock gejagt und gestoppt. Bei den zahlreichen Zusammenstössen entstehen neue Teilchen, fliegen geradeaus weiter und durch den Detektor hindurch. Und sofort erscheinen auf einem Kontrollbildschirm feuerwerksartig die ersten Spuren. Es sind die ersten mit dem Strahl erzeugten Teilchen, die das tonnenschwere und tonnenförmige Gerät sieht.

Ein schwarzes Loch?

Im etwa tennisplatzgrossen Kontrollraum des CMS-Detektors herrscht eine entsprechend aufgeräumte Stimmung. Bildschirm reiht sich an Bildschirm, vor denen kleine Gruppen von Ingenieuren und Physikerinnen aus aller Welt erregt diskutieren. Es sind vielleicht 50 von über 3000 Forschenden, die an dem Projekt beteiligt sind. Der Oberbaselbieter Roland Harisberger vom Paul- Scherrer-Institut ist für den innersten Kern dieses Detektors zuständig. Die Elektronik vermisst den Ort einer Kollision auf Millionstelmeter genau aus. «Wenn es also ein Schwarzes Loch gibt, sitzen wir hier in der ersten Reihe», scherzt er, und beeilt sich hinzuzufügen, dass davon keine Gefahr ausgehen würde.

Schwarze Löcher wird es heute keine geben, auch keine massevermittelnden Higgs-Teilchen, welche der CMS- und auch der Atlas-Detektor beide im Visier haben. Aber als das Protonenbündel des zweiten Umlaufs vorbeirauscht, brandet nochmal Jubel auf.

Ein Teilchen namens Beauty

Weiter geht es an Supermärkten und Tankstellen vorbei zum Detektor LHCb. Das b steht nicht etwa für Ersatz oder zweitklassig, sondern für «beauty» (Schönheit). «Beauty» ist ein Quark-Elementarteilchen, wie das auf der Erde normalerweise nicht vorkommt, hier aber geradezu fabrikmässig erzeugt werden soll. Es geht dabei darum, die doch ziemlich zentrale Frage zu klären, warum nach dem Urknall überhaupt die Materie übriggeblieben ist, aus der wir nun bestehen.

Für Angela Büchler, Physik-Doktorandin an der Universität Zürich, eine der wenigen Frauen hier, ging ein Traum in Erfüllung. «Mein ganzes Studium habe ich gehofft, hier meinen Doktortitel machen zu können. Ich bin sehr glücklich, diesen Tag erleben zu können.»

Detektor «Alice»

Bei Detektor «Alice» wird besonders deutlich, dass das Cern praktisch alle Ressourcen in die «Maschine» und kaum in Gebäude gesteckt hat. Die Kontrollräume sind in Containern untergebracht, die in einer Art Hangar stehen, unter dem der Detektor ruht, spartanischer geht es nicht.

Soeben flogen hier die ersten Protonen im Gegenuhrzeigersinn vorbei, doch eigentlich wartet man hier auf das Blei, erklärt Volker Lindenstruth, der die Datenverarbeitung leitet. Ein Zehntel der Zeit soll der Strahl aus Blei-Atomkernen bestehen, die bei einer Kollision ein Quark-Gluon-Plasma erzeugen, wie es kurze Zeit nach dem Urknall bestanden hat.

Doch vielleicht muss er sich noch eine Weile gedulden. Zuerst soll nämlich das Higgs-Teilchen dingfest gemacht werden, das Quark-Gluon-Plasma muss warten.