24. September 2008
Kaum mehr als eine knappe Fehlerbeschreibung ("eine fehlerhafte elektrische Verbindung zwischen zwei Magneten"), begleitet von mutmachenden Worten des CERN-Generaldirektors Robert Aymar, enthält die gestrige Pressemeldung des CERN. Weil die Reparaturen Zeit benötigen und außerdem die obligatorische Winterpause am CERN ansteht, die der Instandhaltung der technischen Instrumente dient, werden wohl erst im kommenden Frühjahr wieder Protonen durch den LHC rasen – ein langer Boxenstopp nach einem glänzenden Start.
Wer sich darüber hinwegtrösten will, kann dies zum Beispiel im Internet tun. In der ARD-Mediathek etwa findet sich ein SWR2-Interview zur Frage Was bringt das größte Physik-Experiment aller Zeiten?. Neues dürfen "Spektrum"-Leser zwar nicht erwarten – wenn doch, hätten wir unsere Arbeit nicht gut gemacht –, reizvoll ist aber natürlich der O-Ton. Zu den Gesprächspartnern gehören Gerhard Börner vom Garchinger Max-Planck-Institut für Astrophysik, der in unserem Jubiläumsheft über "Die Feinde der Dunklen Energie" berichten wird, und Rolf Landua, Antimaterieexperte am CERN (sein LHC-Buch "Am Rand der Dimensionen" ist in der Linkleiste auf dieser Seite genannt).
Denn live erfährt man von den Forschern doch etwas mehr, als sie schriftlich zu Protokoll geben würden. Demzufolge wäre beispielsweise die Entstehung eines Schwarzen Lochs im LHC "immerhin eine interessante Art", wie die Welt zugrunde gehen könnte – da spricht wohl der leidenschaftliche Entdecker. Jenseits solcher eher ironisch gemeinten Gedanken dreht sich das Gespräch aber auch um den Fall, dass der LHC "nur" das Higgs-Boson entdecken könnte. Mit diesem „Gottesteilchen“ als letztem noch aufzufindenden Bestandteil des Standardmodells der Teilchenphysik rechnen die Physiker aber ohnehin seit Jahrzehnten. Käme darüber hinaus nichts Neues dazu, blieben ihnen also selbst am LHC die (reichlich spekulativen) Extradimensionen oder die bislang ebenfalls nur hypothetische Supersymmetrie verborgen, verlöre die „goldene Ära“ der Physik deutlich an Glanz.
Doch auch für diese Eventualität haben die Wissenschaftler bereits einen treffenden Ausdruck gefunden: die „große Wüste“. Ganz ausschließen lässt sie sich tatsächlich nicht, wie in der Jubiläums-Novemberausgabe von „Spektrum“ auch Hermann Nicolai, Direktor am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik, schreibt: Möglicherweise wartet bis hinauf zur Planck-Energie von rund 1028 Elektronvolt keinerlei "neue Physik" auf die Experimentatoren. Das würde die Teilchenphysiker zwar nicht unmittelbar arbeitslos machen. Das folgende Warten auf einen LHC-Nachfolger, der auch die Planck-Skala knackt, zöge sich aber merklich in die Länge. Entsprechende Beschleuniger nämlich müssten wahrhaft astronomische Ausmaße besitzen.
22. September 2008
"Schon ein einziger der acht gekühlten Sektoren würde, falls er für Reparaturarbeiten wieder auf Umgebungstemperatur gebracht werden müsste, für zwei bis drei Monate Verzug sorgen." So stand es auf S. 39 unseres Beitrags "Entdeckungsmaschine der Superlative" in unserem aktuellen Dossier (hier kostenfrei nachzulesen).
Nun ist es schon soweit: Ein "Vorfall im LHC-Sektor 34", so ließ das CERN verlauten, legt den LHC "mindestens zwei Monate" lahm (und nicht nur, wie ursprünglich erhofft, bis Ende der Woche). Offenbar ist es zu einem Quench gekommen, also zur plötzlichen Überhitzung eines der supraleitenden Magneten (siehe im selben Artikel auf S. 35). Außerdem trat "eine Menge Helium" in den Tunnel aus.
19. September 2008
Das Bundesforschungsministerium hat guten Grund, auf www.weltmaschine.de für den LHC zu werben. (Auch wenn er derzeit wegen eines Problems am Kühlsystem erst einmal abgeschaltet ist.) Immerhin überweist das BMBF als größter Beitragszahler unter den zwanzig Mitgliedsländern jährlich rund 130 Millionen Euro an das europäische Teilchenforschungszentrum CERN, das den Riesenbeschleuniger beherbergt.
Nun kündigt das Ministerium sogar den "Tag der Weltmaschine" an. Am Dienstag, dem 23. September, laden Planetarien in Berlin, Bochum, Freiburg, Hamburg, Mannheim sowie das Max-Planck-Institut für Physik in München ein, sich von CERN-Forschern den LHC erklären zu lassen. Von Gregor Herten beispielsweise. Der Professor an der Universität Freiburg ist mitverantwortlich für die Datennahme am größten LHC-Experiment ATLAS. Gemeinsam mit einer weiteren Forschergruppe stellten seine Mitarbeiter unter anderem neuartige Sensoren für die Vermessung der Teilchenreaktionen her. LHC-Interessierte wird Herten nun buchstäblich "in die Materie" einführen.
Auch in München wird der LHC von einem ausgewiesenen Experten vorgestellt. Siegfried Bethke, einer der Direktoren am dortigen Max-Planck-Institut für Physik, ist ebenfalls Mitglied der ATLAS-Kollaboration, forschte aber auch schon am LEP-Speicherring des CERN. (Vorsicht: Auf weltmaschine.de ist als Veranstaltungsort noch das Münchner Planetarium genannt, die korrekten Informationen finden Sie hier).
Innenansichten des LHC gewährt darüber hinaus eine Ausstellung in Berlin: "Weltmaschine" soll ab 15. Oktober (allerdings nur bis zum 16. November) die "Aufbruchstimmung vermitteln, die derzeit Teilchenphysiker aus aller Welt erfasst". Für den Blick in die Röhre des LHC fand sich sogar eine passende "location": der U-Bahnhof Bundestag.
12. September 2008
Medial ist die von Frank Wilczek beschworene "goldene Ära" der Physik bereits in dieser Woche angebrochen. So finden selbst die "Tagesthemen", die sonst nur selten die Neugier der Physiker befriedigen, Antworten auf schwierige Fragen ("Warum ist der LHC so groß?"). Die Titelseite der FAZ schmückt gar ein Schwarzes Miniloch ("nicht echt", dafür in Über-Lebensgröße). Nicht einmal die "Bild" verpasste das Ereignis: "Jetzt geht's los" (lohoos?) hieß es dort, und Ha-Ha Schack kommentierte "Nun forscht mal schön".
Was aber erhoffen sich die CERN-Forscher von der Goldenen Ära wirklich? Worum genau geht es, wenn Physiker über das Higgs-Boson, über neue Fundamentalkräfte und Symmetrien, über das Rätsel der Dunklen Materie und Extradimensionen reden? Hier veröffentlichen wir vorab den Artikel "Teilchenphysik vor dem Umbruch" von Chris Quigg.
Der US-Physiker weiß, wovon er redet. Zehn Jahre lang war er Leiter der Abteilung für theoretische Physik am Beschleunigerzentrum Fermilab in Illinois, das am Bau des LHC wesentlich beteiligt war. Sein Spezialgebiet sind die Physik der Superbeschleuniger und jene Energiebereiche, in die der LHC nun vorstößt. Und natürlich: Quigg ist regelmäßig zu Gast am CERN.
Sein Beitrag erscheint, ergänzt um zahlreiche Grafiken, übrigens auch in unserer Novemberausgabe, mit der Spektrum der Wissenschaft sein dreißigjähriges Jubiläum feiert (ab 27. Oktober im Fachbuch- oder Bahnhofsbuchhandel).
Viel Spaß beim Lesen!
10. September 2008
Um 10 Uhr 28 am heutigen Mittwoch war es soweit: Der erste Protonenstrahl raste durch den Teilchenbeschleuniger LHC (Large Hadron Collider) am europäischen Teilchenforschungszentrum CERN bei Genf. Segment für Segment der 27 Kilometer langen Röhre hatten die Forscher getestet und den Strahl dabei jedesmal neu justiert – unter den gespannten Blicken von CERN-Mitarbeitern im Kontrollraum und Journalisten, die jeden Teilerfolg mit Applaus würdigten.
CERN-Generaldirektor Robert Aymar sprach von einer "Entdeckungsmaschine", von Physikern weltweit trafen Gratulationen ein: von Pier Oddone etwa, dem Direktor des US-amerikanischen Beschleunigerzentrums Fermilab, und von Atsuto Suzuki, dem Chef des japanischen KEK-Laboratoriums. Kurz vor dem Start war sogar UN-Generalsekretär Ban Ki-Moon vor Ort gewesen und hatte das "leuchtende Beispiel" gelobt, das die internationale Wissenschaftlergemeinde mit diesem gigantischen Projekt gibt.
Eine Energie von maximal sieben Teraelektronvolt pro Protonenstrahl streben die LHC-Forscher an, fünf TeV sollen offenbar noch in diesem Jahr erreicht werden. Noch ein paar Wochen wird es auch dauern, bis die Wissenschaftler erstmals zwei gegenläufige Strahlen kollidieren lassen. Dann erst geschieht im LHC das, worauf es den Physikern ankommt: dass die unzähligen, bei den Kollisionen entstehenden Partikel von den tonnenschweren Detektoren des Beschleunigers registriert werden.
Elektronische "Spamfilter" werden jene Ereignisse aussortieren, deren physikalische Erklärung längst bekannt ist. Stattdessen werden sie die nachgelagerten Computersysteme – unter anderem ein "Grid", dessen Rechner über mehrere Kontinente verteilt sind – nur mit denjenigen Daten füttern, die Neues verheißen. Etwa ein Jahr lang muss die Wissenschaftswelt aber warten, so vermuten die CERN-Verantwortlichen, bis tatsächlich neue Resultate auf dem Tisch liegen.
8. September 2008
Am 10. September soll der erste Partikelstrahl durch den Large Hadron Collider geschickt werden. Zwar fand schon am 22. August eine Vorabpremiere statt, als die ersten Protonenbündel durch einen Teil des ringförmigen Teilchenbeschleunigers mit seinen über acht Kilometer Durchmesser rasten. Erst jetzt aber feiert das europäische Teilchenforschungszentrum CERN bei Genf mit einem Komplettdurchlauf auch offiziell seine große Premiere.
Wer "dabei" sein will: Ab 9 Uhr unserer Zeit lassen sich per Webcast (siehe Linkleiste) neun Stunden lang Liveübetragungen empfangen. LHC-Projektleiter Lyn Evans und CERN-Direktor Robert Aymar berichten über das aktuelle Geschehen, außerdem sind zahlreiche dokumentarische Beiträge geplant, etwa über das ALICE- und das Atlas-Experiment oder die Arbeit der "accelerator operators". Selbst zur "LHC-Pyjama-Party" im US-amerikanischen Fermilab bei Chicago soll eine Videokonferenz geschaltet werden. Das Beschleunigerlabor steuerte wichtige Beiträge zum LHC bei und will – mitten in der US-Nacht – natürlich ebenfalls mitfeiern.
Nur auf Ergebnisse sollte noch niemand hoffen. Bis zum Erreichen der "design performance" von 14 Teraelektronvolt werden die Forscher noch Monate benötigen, die Auswertung der Daten wird ebenfalls viel Zeit in Anspruch nehmen. Der Premierenfeier werden also weder das Higgs-Teilchen noch die ersten supersymmetrischen Partikel ihren Besuch abstatten. Doch wie oft hat man schon Gelegenheit, den Anbruch einer "goldenen Ära der Physik" (Frank Wilczek) live mitzuverfolgen?






















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1. Quarks und Co.
10.09.2008, Dr. Frank Jehle2. Der Zauberlehrling
11.09.2008, Dieter KrogmannMutter Natur zeigt uns Dinge, die wir durch die Beschränkungen unserer Biologie geistig nie erfassen werden können.
Technischer Fortschritt erlaubt es uns zwar, durch das Schlüsselloch der Physik unseres Universums zu schauen, gibt uns aber nur einen ganz begrenzten Teilbereich des großen Ganzen frei.
Zu berücksichtigen wäre es, bei all den klugen Argumenten, die für das LHC-Experiment vorgebracht werden, dass wir in einem Teil eines prosperierenden Universums leben, das uns letztlich einen recht begrenzten Freiraum zum Überleben lässt.
Prozesse in einem solchen "stabilen Raum" künstlich zu erzeugen, die sich in Teilen unseres Universums abspielen, dessen Zustände wir in unserer Gegenwart nur ganz naiv umschreiben können mit dem Begriff "Chaos", ist nach rein logischen Kriterien ein Wahnsinn.
Ein wenig erinnert es auch an das Experiment zur Zeit der ersten Atombombenversuche. Angehörige der US-Armee wohnten diesen Explosionen bei, um die Auswirkungen der Atombomben auf den Menschen zu testen. Fast alle diese "Testpersonen" starben in den Folgejahren elendig an Krebs und ähnlichen Krankheiten.
Nun will der Mensch das aus seiner kleinkarierten, biologisch beschränkten Sichtweise, "letzte Geheimnis der Natur" lüften.
Dass in anderen Teilen des Universums unsere Begriffe und Vorstellungen auf den Kopf gestellt, ja sogar unsere gesamten physikalischen Modelle überhaupt keine Gültigkeit haben, das vergessen wir wieder einmal in der Gier nach einem allmächtigen Wissen.
Und jeder Naturwissenschaftler weiß, dass es letztlich kein "letztes Geheimnis" der Natur gibt. Ist die Tür eines Geheimnisses endlich aufgestoßen, so tun sich hinter dieser hundert neue Türen mit hundert neuen "letzten Geheimnissen" auf.
Bleibt zu hoffen, dass diesmal nicht die gesamte Menschheit hieran zugrunde geht.
Unser beschränktes Denken und Handeln wird immer noch diktiert von einer primitiven Grundprogrammierung unseres KLeinhirnes. Und dies ist unter anderem nur für ganz wenige Dinge zuständig:
"Fressen und Promiskuität".
3. Wenn Medien Wissenschaft machen
12.09.2008, Andreas Steinhauser, BerlinKaum geistern spektakuläre Headlines wie "Weltuntergang" oder "Schwarzes Loch" duch die Presse, finden sich auch prompt "kompetente" Professoren, die "beweisen", dass alles im finalen Desaster enden wird. Das war bei der Vogelgrippe so, beim Jahr-2000-Problem, beim Rinderwahn. Da wird keine einzige Gelegenheit ausgelassen, selbst den größten Unfug mit dem Deckmäntelchen der seriösen Wissenschaft zu verhüllen. Man kann sich des Eindrucks nicht erwehren, die Herren Professoren würden ihr Wissen aus dem Pseudo-Wissenschaftsklamauk "Galileo" auf Pro7 beziehen.
Wie vermessen und arrogant diese Menschen doch sind, zu glauben, dass das LHC in der Lage wäre, Energien zu konzentrieren, die ausreichen, um ein stabiles schwarzes Loch zu erzeugen, das die ganze Erde "aufsaugt".
Hier ein kurzes Beispiel dafür, was passieren wird:
Nehmen wir an, die Sonne würde kollabieren und sich in ein schwarzes Loch verwandeln (mal ganz davon ab, dass auch sie nicht genug Energie und Masse dafür besitzt). Nehmen wir also weiter an, dieses schwarze Loch wäre dann wenige Zentimeter gross und ganz furchtbar brutal schwer mit so großer Gravitationskraft, dass selbst das Licht nicht mehr fliehen kann. Welche Gravitationskraft würde dann dieses Schwarze Loch wohl auf die Erde ausüben? Richtig! Genau die gleiche wie vorher (nur dass dann dunkel wäre).
Wie groß wäre jetzt also wohl die Wirkung eines schwarzen Loches auf seine Umgebung, das im LHC erzeugt wurde, verglichen mit den Teilchen aus denen es hervorgegangen ist? Auch richtig, genau so groß wie vorher. Keine Gefahr für niemanden außer für die Verantwortlichen, falls sich aus dem Projekt keine sinnvollen Erkenntnisse ziehen lassen.
Ich wünsche also den Forschern, dass sie ein paar von den "schwarzen Löchern" erzeugen können, die lange genug stabil sind, um sie zu erforschen, und ich wünsche uns allen, dass dabei was rauskommt, was z.B. unsere Energieprobleme löst. Denn sonst wären diese Milliarden sicher viiiiiel sinnvoller in Solaranlagen auf jedem Dach und eine denzentrale Energieversorgung investiert worden...
4. Ganz einfach
13.09.2008, Kaufmann, Hamburg5. Gespannt und neugierig
14.09.2008, Reiner Vogels, SwisttalGibt es wirklich "dunkle Materie" oder ist dieses Wort nur eine Verbalisierung für ein vollkommen rätselhaftes Phänomen?
Gibt es wirklich "dunkle Energie" oder ist dieses Wort nur eine Verbalisierung ... ?
Gibt es ein Higgs-Boson und stimmt der Teilchenzoo, der heute zum Standardmodell der Physik gehört, tatsächlich mit der Wirklichkeit überein?
Gibt es Hinweise darauf, dass die aberwitzigen Vorstellungen über die Ereignisse, die sich unmittelbar nach dem vermuteten (!) "Urknall" abgespielt haben sollen, wie z.B. die unvorstellbare Konzentration von gigantischer Energie auf absurd kleinem Raum und die spekulativ vermutete, also auf Grund von Rechenoperationen und nicht experimentell bestätigte, "Inflation" Anhalt an tatsächlichen Abläufen im subatomaren Bereich haben?
Ich denke, angesichts der vielen Milliarden, die überall in der Welt sinnlos vergeudet werden - vom Irakkrieg bis zum Kampf gegen die spekulativ vermutete und von an Steuererhöhungen und allumfassender staatlicher Kontrolle interessierten Politikern propagierte "Klimakatastrophe" - sind die paar Milliarden, die LHC kostet, sehr gut angelegtes Geld. Die Menschheit sollte sich die Erweiterung ihres Wissens durchaus etwas kosten lassen.
Die Furcht vor dem Entstehen eines "Schwarzen Lochs" teile ich nicht. Ich kann mir nicht vorstellen, dass Zehntausende von intelligenten und verantwortungsvollen Physikern, die am Projekt LHC arbeiten, allesamt Kriminelle sind, die leichtfertig die Zukunft unseres Planeten aufs Spiel setzen. Außerdem finde ich den Hinweis überzeugend, dass ähnlich energiereiche Kollisionen von subatomaren Teilchen, wie sie in Genf geplant sind, ja immer schon durch die hochenergiereiche kosmische Strahlung in unserer Hochatmosphäre stattfinden, ohne dass die Welt untergegangen wäre.
Ich hoffe darauf, dass Spektrum der Wissenschaft zeitnah und kompetent über die Ergebnisse von LHC berichtet, wenn es etwas zu berichten gibt, und bin gespannt und neugierig.
6. Forschungsgelder immerhin in hoffentlich friedliche Bahnen gelenkt
15.09.2008, Heinrich Wördemann, DetmoldAber wer's braucht! Außerdem lenkt's viele, viele Forschungsgelder und -tätigkeiten in hoffentlich friedliche Bahnen, denn Zerstörungen der Umwelt hatten wir bereits genug. Mein Tipp dazu: Tiefenökologie und/oder Yoga.
HW, Umweltwissenschaftler
7. Wir können gar nicht anders
15.09.2008, Lorenz Mc GrathWir Menschen können gar nicht anders als weiter zu forschen, denn ein Innehalten beim derzeitigen Zustand unserer Erde, unserer Entwicklung und Gesellschaften, wäre definitiv das beschworene Ende - nur eben nicht mit einem alles verschlingendem schwarzen Loch, sondern als schleichendes Ende in Folge unserer Maßlosigkeit und Unwissenheit.
Der scheinbare Vorteil liegt einzig und allein darin, dass die meisten der heutigen Skeptiker des LHC dem Untergang der zweiten beschriebenen Art durch das rechtzeitige Dahinscheiden zu entgehen hoffen!
Bleibt letztlich wieder die Frage nach der Ehrenwertigkeit der Motive.
8. Religiös motivierte Skepsis?
26.09.2008, Heinz FeyWenn Sie "Hölle und Untergang" realistisch und nicht nur symbolisch gemeint haben sollten, so
liegt die Mutmaßung nahe, dass Ihre Befürchtungen wohl religiöser Natur sind.
Nun gut. Das ist dann eine "natürliche" Einschätzung, die man gegenüber religiös orientierten Mitmenschen respektieren sollte.
In Sachen "Higgs-Boson" müssen wir nun
weiterhin noch etwas Geduld haben. Aber selbst nach dessen Nachweis sollten weitere neue Tore, nicht nur der Physik, durch "Wissenschaft und Forschung" aufgestoßen
werden. Wissend, dass nicht jedes Forschungsergebnis
ausschließlich zum Wohle, sondern leider auch
oftmals zum Nachteil der Menschheit sich nutzen lässt (und genutzt wird), sollte der Forscherdrang weiterhin ungeschmälert fortgesetzt werden.