Countdown zum LHC

Am 10. September ist es endlich soweit: Dann soll der größte Teilchenbeschleuniger der Welt, der Large Hadron Collider (LHC), am Kernforschungszentrum Cern bei Genf seinen Betrieb aufnehmen. Das Mega-Experiment soll den Wissenschaftlern neue Aufschlüsse darüber geben, was die Welt in ihrem Innersten zusammenhält. Auf der Suche nach diesem Zusammenhang haben die Teilchenphysiker bisher immer neue Puzzlesteine gefunden – einen ganzen Zoo exotischer subatomarer Teilchen. Selbst die Bestandteile des Atomkerns, die Protonen und Neutronen, sind aus noch kleineren elementaren Bestandteilen zusammengesetzt.

Das so genannte Standardmodell der Elementarteilchenphysik erklärt, wie das geht: Demnach bestehen die Grundbestandteile eines Atomkerns aus Quarks, die Gluonen austauschen und so zusammengehalten werden – ähnlich wie ein Elektron die Protonen eines Wasserstoff-Moleküls verbindet. Dabei hält sich das Elektron mal bei dem einen Proton auf und mal bei dem anderen. Beide Zustände sind energetisch ungünstiger als der kombinierte Zustand, in dem das Elektron beide Protonen umkreist und so die beiden Kerne bindet. Dieses Denkmodell lässt sich im Prinzip nicht nur auf die Kräfte im Inneren von Atomkernen anwenden: (Fast) jede Kraft, lässt sich im Standardmodell durch den Austausch von Wechselwirkungsteilchen darstellen. Allerdings hat das Standardmodell einen kleinen Haken: Alle darin beschriebenen Teilchen sind masselos. Um Masse, und damit Gravitation, in das Modell einzuführen, wurde das Higgs-Teilchen postuliert, aber bis heute nicht nachgewiesen. Das könnte am LHC nun geschehen.

Aber es geht noch um mehr bei dem über drei Milliarden Euro teuren Vorhaben: Die Suche nach einer "Weltformel", einem Beweis der hochkomplexen Superstring-Theorie. Bisher ist allerdings nicht absehbar, dass diese jemals experimentell überprüfbar sein wird. Verlässt die theoretische Physik damit den Boden der Wissenschaft und wird zur puren Spekulation? Reiner Hedrich, Wissenschaftsphilosoph an der Technischen Universität Dortmund, äußerte sich anlässlich des LHC-Starts dazu im Gespräch mit dem Technologiemagazin Technology Review. "Ich kann mir gut vorstellen, dass wir ganz andere Konzepte bräuchten. Möglicherweise sind wir in einer Sackgasse, vielleicht aber auch auf dem richtigen Weg. Vielleicht wird der LHC ganz unerwartete Indizien liefern, die uns die Richtung weisen", sagte er.

Das Interview mit Hedrich in Technology Review online:

• "Man muss ja einen konkreten Zweck angeben können"

(bsc)