Das Higgs-Teilchen konnten die Cern-Forscher schon nachweisen. Welche Grenzen des Wissens sie nun überschreiten wollen, erfuhr die "Wiener Zeitung" bei einem Besuch auf Einladung des Instituts für Hochenergie- - © APA (AFP)
Das Higgs-Teilchen konnten die Cern-Forscher schon nachweisen. Welche Grenzen des Wissens sie nun überschreiten wollen, erfuhr die "Wiener Zeitung" bei einem Besuch auf Einladung des Instituts für Hochenergie- - © APA (AFP)

Und stopp. In 103,4 Meter Tiefe bleibt der Lift stehen. Das Ziel ist erreicht. Die Helme tragende Besuchergruppe folgt Niko Neufeld zum Untertag-Experiment im schweizerisch-französischen Grenzgebiet zwischen den Voralpen und den Ausläufern des Jura. Der Physiker führt zum "Large Hadron Collider beauty" (LHCb). Die zinshausgroße Messanlage ist einem Welträtsel auf der Spur: Antimaterie.

Die Teilchenphysik geht davon aus, dass der Kosmos kurz nach dem Urknall aus 19 Elementarteilchen bestand, die sich in Leptonen, Quarks und Bosonen gruppieren. Aus diesen Materieteilchen und den Wechselwirkungen zwischen ihnen entstanden die fundamentalen Bausteine, aus denen die Welt wurde, wie sie ist. Aus Quarks entstanden Protonen und Neutronen, aus denen Atomkerne aufgebaut sind. Die bekannte Materie besteht aus Atomen. Menschen, Tiere, Pflanzen, Planeten und Sterne sind also im Grunde ein Produkt der elementaren Materieteilchen.

Am Cern, der größten Maschine der Welt, wird physikalische Grundlagenforschung betrieben. Im 27 Kilometer umspannenden Beschleunigerring "Large Hadron Collider" (LHC) werden die Zustände im All kurz nach dem Urknall nachgestellt. Als Grundlage dient Albert Einsteins Formel E=mc2: Energie und Masse können ineinander umgewandelt werden.

Die seltene Schönheit der Antimaterie

Im LHC werden Protonen (Blei-Kerne) auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und gegenläufig um den Ring gejagt in der Hoffnung, dass sie zusammenprallen. Bei der Kollision zerfallen sie zu Elementarteilchen, sodass eine Situation entsteht, die den Bruchteil-Sekunden nach dem Urknall gleichkommt. Auf diese Weise wurde 2012 das Higgs-Boson, das der Welt Masse verleiht, nachgewiesen. Nachweis und Vorhersage wurden mit dem Nobelpreis gekrönt. Doch nicht jedes Experiment liefert so eindeutige Antworten. Physiker haben Hinweise, dass in der kosmischen Vergangenheit zu jedem Teilchen ein Antiteilchen gehörte, das die entgegengesetzte Ladung hatte. Das Problem ist nur, dass die Antiteilchen seither verschwunden sind und niemand weiß, warum. Präzise Beobachtungen mit dem LHCB sollen helfen, dahinterzukommen.

"Das Experiment spezialisiert sich auf eines der sechs Quarks, nämlich das Beauty-Quark. Dieses weist einen ausgeprägten Unterschied zu seinem eigenen Anti-Quark auf und ist relativ langlebig. Man kann es also recht gut studieren", erklärt Neufeld. Der Wiener Experte zeichnet für die IT-Infrastruktur des LHCb verantwortlich und arbeitet seit 15 Jahren am Cern. "Je mehr Energien wir durch den Beschleuniger schicken, desto mehr verschiedene Teilchen bekommen wir. Ab und zu erhalten wir seltene Zerfälle, darunter auch Antiteilchen." Allerdings sehen die Forscher sie nur im Messgerät. Im All finden sie nichts davon. "Da Materie und Antimaterie einander vernichten, wenn sie aufeinandertreffen, müssten wir Strahlenblitze am Nachthimmel sehen. Doch es gibt keine dieser charakteristischen Energieblitze", erklärt der Forscher der aufmerksam zuhörenden Gruppe.