Welt der Naturwissenschaften
(Scientific Medley)

 Jahresübersicht 2007

Die schönsten Träume von Freiheit werden im Kerker geträumt.
(Friedrich Schiller)

27. Juli 2024

Der Satz in der letzten Ausgabe des internationalen Wissenschaftsmagazins „Science“ klingt enthusiastisch: „It will secure Europe's ascendancy in particle physics for years to come“. Die Maschine, die demnach die europäische Überlegenheit im Bereich der Teilchenphysik für viele Jahre sichern wird, ist ein technisches Monstrum namens „LHC“ am internationalen Kernforschungszentrum CERN in der Nähe von Genf.

CERN hat es sich zur Aufgabe gemacht, die letzten Geheimnisse der Materie zu erforschen. Die Triebfeder dafür ist die menschliche Neugier. Wir wollen nicht nur viel über die Natur sondern auch über unsere Vergangenheit in Erfahrung bringen; über unsere Familie, unser Land, die Geschichte der Menschheit, die Geschichte des Lebens und schließlich die Geschichte des Universums. Der erste Physiker, der eine relevante Theorie über das Weltall vorgelegt hatte, war Albert Einstein. Seine Gravitationstheorie, die auch als „Allgemeine Relativitätstheorie“ bezeichnet wird, ist längst zu einer Basis der Physik im Allgemeinen und der Raumfahrt im Besonderen geworden. Die zweite Grundlage der Physik ist die Quantentheorie. Die Gravitationstheorie beschreibt die Welt des Universums, die Quantentheorie den Mikrokosmos der Atome. Beide Theorien sind schwer zu verstehen, weil sie seltsame Naturgesetze erklären, die im menschlichen Alltag keine unmittelbare Rolle spielen. Ein noch ungelöstes Problem der beiden Theorien liegt darin, dass sie zwar längst in der Technik angewendet werden, dass sie aber nicht kompatibel sind. Gravitationstheorie und Quantenphysik passen (noch) nicht zusammen. Da unser Universum vor knapp 14 Milliarden Jahren einen heißen Beginn hatte, zu dessen Beschreibung aber beide Theorien benötigt werden, wird an einer Vereinigung von Relativitätstheorie und Quantenphysik intensiv gearbeitet.

Der LHC („Large Hadron Collider“ - eine Beschleuniger zur Kollision von Protonen) soll die Physiker diesem Ziel näher bringen. Der LHC wird die leistungsstärkste Maschine sein, die jemals zur Erforschung der Eigenschaften atomarer Teilchen gebaut wurde. Die Anlage wird die höchste Teilchenenergie aller Zeiten produzieren und den bisher tiefsten Blick in die kleinsten Bausteine der Materie ermöglichen. Zu diesem Zweck wird die 27 Kilometer lange Anlage bis fast zum absoluten Nullpunkt abgekühlt. Die Computer der einzelnen LHC-Experimente, die klangvolle Namen wie, „Atlas“, „Alice“ und „Totem“ tragen, müssen pro Sekunde mehr Informationen transportieren und verarbeiten als das gesamte europäische Telefonnetz. Die CERN-Leute verkünden, dass der bald in Betrieb gehende LHC mehrere offene Fragen über unsere Welt beantworten wird.

Das schöpferische Teilchen
Large Hadron Collider
Milliarden Elektronenvolt
Teilchenrennbahnen
J. J. Thomsen

Helden der Wissenschaft:
Max Planck
(1858-1947) entdeckte den Quantensprung, das Allerkleinste, was die Natur an Energie zu bieten hat. In der Folge versuchte er mehrfach, seine eigene bahnbrechende Theorie zu widerlegen, was ihm nicht gelang.