Rezension | 23.01.2012 | Drucken | Teilen

Am Horizont lockt das Unbekannte

Woraus bestehen die Masse und die Energie im Universum? Was ist Dunkle Materie? Wohin verschwand die Antimaterie? Warum leben wir in nur drei Raumdimensionen? Gibt es vielleicht weitere? Welcher Mechanismus verleiht den Elementarteilchen ihre Masse? Dies sind nur einige der brennenden Fragen der modernen Teilchenphysik und Kosmologie. Um ihnen auf die Spur zu kommen, entwarfen Forscher den Large Hadron Collider (LHC) – den derzeit leistungsstärksten Teilchenbeschleuniger der Welt, der sich am Cern in Genf befindet.

Das Buch von Don Lincoln gewährt einen fundierten, größtenteils allgemein verständlichen Einblick in die Funktionsweise und das Entdeckungspotenzial des LHC. Die englische Originalausgabe erschien Anfang 2009 unter dem Titel "The Quantum Frontier: The Large Hadron Collider" – zu einem etwas unglücklichen Zeitpunkt. Denn der LHC stand damals nach einem folgenschweren Zwischenfall, der sich kurz nach der offiziellen Inbetriebnahme im September 2008 ereignete, still. Große Teile des Kühlsystems waren verdampft und die Schäden an den Magneten riesig. Erst ein Jahr später konnte der LHC nach umfassenden Reparaturarbeiten wieder in Betrieb gehen.

Als die deutsche Übersetzung herauskommt, läuft der Teilchenbeschleuniger verlässlich bei hoher Energie. Die ersten Entdeckungen rücken näher. Winkt am Horizont bereits eine neue, noch unbekannte Physik? Autor Don Lincoln kann seine eigene Begeisterung für den LHC, eine "Weltmaschine", die er als "technisches Wunderwerk" bezeichnet, kaum verbergen. Er ist Teilchenphysiker und arbeitet amFermilab – einem US-amerikanischen Forschungsinstitut. Auf insgesamt 186 Seiten und in sechs Kapiteln versucht er, seine Leidenschaft für die Grundlagenforschungam LHC weiter zu vermitteln.

Das Buch kaum aufgeschlagen, findet sich der Leser inmitten der Welt der Teilchen wieder. Lincoln erklärt zunächst, was die Physiker heute über das Universum und die Elementarteilchen, aus denen es besteht, wissen. Für den Laien dürfte bereits dieses erste Kapitel viel Neues enthalten. Die physikalischen Theorien werden im zweiten Kapitel noch weitaus komplexer. Hier geht es nämlich um die ungelösten Fragen an der Front der Forschung. Der Autor erzählt, warum die Wissenschaftler glauben, dass es noch weitere bisher unentdeckte Teilchen wie das berühmte rätselhafte Higgs-Boson geben könnte und die Grundgleichungen der Physik einer noch unbeobachteten Symmetrie – der Supersymmetrie – gehorchen sollten. Mit vielen Grafiken, Analogien und anschaulichen Beispielen gelingt es ihm, die schwierigen physikalischen Sachverhalte auf die Alltagswelt herunterzubrechen und verständlich zu erklären.

In den Kapiteln drei bis fünf liegt der Fokus dann ganz auf der Rolle des LHC beim Beantworten der offenen Fragen. Beschleunigt auf beinahe Lichtgeschwindigkeit rasen in 100 Meter Tiefe unter der Grenze zwischen Frankreich und der Schweiz Protonen und Bleiatomkerne aufeinander zu. Mit großer Wucht prallen die Teilchen im 27 Kilometer langen, ringförmigen Beschleuniger zusammen. Der Leser erfährt, wie die Teilchenphysiker es schaffen, so winzige subatomare Teilchenwie die Protonen miteinander kollidieren zu lassen. Bei den Zusammenstößen entstehen viele neue Teilchen, die in alle Richtungen davonfliegen. Mit Detektoren versuchen die Physiker, die Kollisionsprodukte nachzuweisen.

Beim Beschreiben der unterschiedlichen Detektoren am LHC vergisst Dan Lincoln seine sorgsam gewählte, verständliche Sprache. Er verliert sich zu sehr in der Auflistung von technischen Details, empfiehlt dem Leser, den diese Einzelheiten nicht interessieren, gar diesen Teil zu überspringen. Dieser abrupte Stilwechsel stört den Lesefluss und ist unnötig, hatte doch das Buch bis dahin gerade durch Verständlichkeit und Anschaulichkeit bestochen. Hier hätte der Autor mehr Zeit investieren müssen, um die Detektoren auch für den Leser ohne Vorwissen in Physik und Technik schmackhaft zu machen. Danach findet er aber zu seiner anschaulichen Schreibweise zurück und wirft einen Blick auf das Ganze.

Die Reise entführt den Leser vom Inneren des Atoms und der Welt des Winzigen hinaus in die Weiten des Weltraums und zurück in der Zeit bis zur Geburt des Universums. Auch der Frage, welcher Teilchenbeschleuniger auf den LHC folgen könnte, geht Lincoln nach. Insgesamt bietet "Die Weltmaschine" eine gut verständliche, ganzheitliche und schön abgerundete Einführung in die Welt der Teilchen sowie in den Aufbau und Zweck des LHC, ohne auch nur eine einzige Formel zu verwenden. Zu empfehlen ist das Buch sowohl für Laien als auch für Physikbegeisterte mit Vorkenntnissen.

Schade nur, dass der Autor Mühe bekundet, den narrativen Stil und damit auch die Spannung über die ganzen 186 Seiten hinweg aufrecht zu erhalten.

Sterne und Weltraum 2/2012
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