Die Welt der kleinsten Teilchen
Professor Doktor Peter Jenni vom CERN, der europäischen Organisation für Kernforschung, konnte für die vergangene Woche stattgefundene Veranstaltung der Kulturellen Vereinigung in Bad Ragaz gewonnen werden. Beeindruckend gab er Einblick in die neusten wissenschaftlichen Erkenntnisse der Teilchenphysik.
von Angela Adank
Um ganz ehrlich zu sein, auch wenn die Allgemeinheit keine Berührungsängste zeigte mit dem Thema der Teilchenphysik und der Kursaal im Grand Resort bis zum hintersten Platz ausgefüllt war, ziemlich abstrakt und komplex fühlte sich die Thematik dann trotzdem an. Doch ebenso wie die Angelegenheit auf grosses Interesse der Öffentlichkeit stiess, so vermochte auch der ehemalige Leiter des ATLAS Experimentes, Professor Dr. Peter Jenni, mit viel Leidenschaft und Begeisterung über die physikalische Grundlagenforschung zu referieren. Doch um was geht es bei dieser Grundlagenforschung genau?
Rekurs in die Teilchenphysik des CERN und dem LHC
Primäres Ziel der Teilchenphysik ist es, die elementaren Bausteine der Materie und ihre Kräfte und Wechselwirkungen zu erforschen. Dies geschieht im CERN in Genf, das mit 22 Mitgliedstaaten und über 13`000 Gastwissenschaftlern aus verschiedenen Nationen das weltweit grösste Forschungszentrum auf dem Gebiet der Teilchenphysik darstellt und ebenso international finanziert wird. Jenni erläuterte: «Die Experimente im Labor des derzeit bedeutendsten Teilchenbeschleunigers LHC, dem Large Hadron Collidor, ermöglichen uns eine Kontrollierbarkeit der Bedingungen und wiederholbare Messungen.» Der hochkomplexe LHC wurde nach einer langen Vorgeschichte, die sich über 30 Jahre hinstreckte, 2008 in Betrieb genommen. Die ringförmige Versuchsanlage mit einem Umfang von 27 Kilometer, die etwa 100 Meter in einem Tunnel unter dem Boden liegt, ist mit zwei spezifischen Teilchendetektoren und zwei Grossdetektoren ausgestattet. Vereinfacht gesagt werden mit Hilfe der Vorbeschleuniger im LHC Protonen bis auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und zur Kollision gebracht. Die Detektoren, beispielsweise der bekannte ATLAS-Detektor, helfen dabei eine Vorauswahl der interessanten Kollisionsereignisse zu treffen und die neu entstandenen Teilchen zu registrieren und ihre Eigenschaften zu vermessen. Jenni, der als Gründervater des ATLAS Experimentes gilt, meinte dazu: «Die ersten Teilchenkollisionen fanden 2009 statt und waren zu Beginn sehr selten, deshalb war es essentiell sehr leistungsfähig Detektoren zu haben. Zwischen 2010 und 2012 wurden bereits viele Kollisionen gesehen und studiert.» Der emerierte Professor, der häufig als Gastwissenschaftler Referate hält und im CERN noch immer ein wichtiger Besucher ist, betonte, dass der enorm hohe Aufwand, über die Herstellung, zum Betrieb sowie der Datenauswertung, auf einer kollaborativen Arbeit beruhe.
Erfolgreiche Entdeckung des Higgs-Feld
Jenni erzählte weiter, dass nebst den Physikern Peter Ware Higgs und François Englert auch Fachleute aus der ganzen Welt massgeblich am Erfolg des Higgs-Boson Teilchen im Jahre 2012 beteiligt waren. Das Higgs -Teilchen mit seinen neuen spezifischen Eigenschaften ist für die Erklärung des Ursprungs der Masse ein wichtiger Bestandteil. Higgs und Englert wurden dafür 2013 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet. Seither ist es im CERN jedoch nicht ruhiger geworden. «Wir experimentieren weiter, die genauen Eigenschaften des Higgs werden genauer verfolgt und der Detektor wird in den nächsten zwei Jahren aufgerüstet. Die Laufzeit des LHC beträgt fast weitere 20 Jahre und viele Fragen jenseits des Standardmodells stehen uns noch offen, die allenfalls beantwortet werden können. Die Geschichte ist also noch lange nicht zu Ende». Und ebenso geduldig und ausführlich wie während des Referates stellte sich dann der nahbare Professor den vielen interessierten Abschlussfragen aus dem Publikum.