• vom 02.03.2018, 16:00 Uhr

Forschung


Kernphysik

Die Teilchenjäger




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Von Eva Stanzl

  • Das Kernforschungszentrum Cern nimmt den Betrieb 2018 auf - gesucht werden Lösungen für die großen Rätsel der Physik.

"Aegis" - in diesem Bild von innen gesehen - heißt ein Experiment, mit denen Physiker der mysteriösen Antimaterie auf der Spur sind, die nach dem Urknall existierte. - © Cern

"Aegis" - in diesem Bild von innen gesehen - heißt ein Experiment, mit denen Physiker der mysteriösen Antimaterie auf der Spur sind, die nach dem Urknall existierte. © Cern

Genf. Eine silbrig verkleidete Röhre - um sie herum in fächerförmiger Anordnung Magnete und Messgeräte, die Teilchen bei ihrer rasenden Reise durch die Röhre registrieren: Die Rede ist von einem Teilchendetektor am Europäischen Kernforschungszentrum Cern in Genf. Am Montag wird die Anlage nach der Winterpause wieder in Betrieb gesetzt. Das bedeutet die Fortsetzung des sogenannten CMS-Experiments, mit dem nicht nur das Standardmodell der Teilchenphysik überprüft wird, sondern auch nach möglicher Physik abseits dessen gesucht wird.

So gelang mit den Teilchendetektoren im 27 Kilometer langen Beschleuniger "Large Hadron Collider" im Jahr 2012 der nobelpreisgekrönte Nachweis des Higgs-Boson, das allen Elementarteilchen, Lebewesen und Objekten im Universum Masse verleiht.


Zum Hintergrund: Protonen, Neutronen und Elektronen bilden Atome. Atome bilden Moleküle und aus ihnen besteht die Welt, wie wir sie kennen. Doch es gibt auch instabilere Teilchen, die schnell zerfallen und am Beginn des Universums zahlreich vorhanden waren. "Anders als heute, wo alles aus recht stabilen Bausteinen besteht, die weit auseinander liegen, war es kurz nach dem Urknall eng und dicht - man kann sagen, alles lag in einem kleinen Punkt beinander", erklärt Cern-Physikern und Projektleiterin Edda Gschwendtner.

"Wenn wir heute Teilchen eng zusammenpacken und mit extrem hohen Energien beschleunigen, können wir die Situation knapp nach dem Urknall simulieren und untersuchen, was passierte", sagte sie am Rande eines Besuches von Bundespräsident Alexander Van der Bellen und Wissenschaftsminister Heinz Faßmann am vergangenen Dienstag im Cern, zu dem auch die "Wiener Zeitung" auf Einladung des Ministeriums mitreiste. Es gehört zur Tradition, neu gewählte Staatsoberhäupter oder neu bestellte Wissenschaftsminister aus einem der 22 Mitgliedsländer nach Genf einzuladen, zumal sie auch für das Budget von knapp einer Milliarde Euro aufkommen.

Das Cern wurde 1954 gegründet, um den Beweis für die Theorie zu erbringen. Das Standardmodell der Teilchenphysik umfasst viele subatomare Bausteine des Alls mitsamt ihren Wechselwirkungen und das Higgs-Boson war der letzte fehlende Puzzlestein. Doch viele Physiker sind heute der Ansicht, es müsse mehr Teilchen geben, als das Modell vorsieht. Sie haben sich auf die anspruchsvolle Suche nach diesen Sonderlingen begeben, denn viele Fragen sind offen.

Existenz Dunkler Materie
Etwa gehen die Forscher davon aus, dass eine mysteriöse Dunkle Materie existiert, die von der US-Astronomin Vera Rubin postuliert wurde. Sie konnte beobachten, dass sich viele Sterne schneller bewegen, als die Schwerkraft ihrer Umgebung bedingen würde. Daraus folgerte Rubin, dass etwas anderes Anziehungskraft ausüben müsse, das wir nicht sehen können. Die Dunkle Materie genannte Substanz konnte aber noch nie gemessen werden, auch nicht im größten Beschleuniger der Welt.

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Dokument erstellt am 2018-03-02 16:05:36


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