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Von Teilchenbeschleunigern und anderen Spielzeugen

Was hat Teilchenforschung mit der Suche nach dem Partner fürs Leben zu tun? Diese und andere Fragen rund um die Teilchenphysik beantwortet Boris Lemmer in seinem populärwissenschaftlichen Buch, wobei er seine Zunft humorvoll auf die Schippe nimmt. Der Autor promoviert derzeit an der Universität Göttingen und trat in den letzten Jahren erfolgreich bei Science Slams auf. Der Begriff leitet sich von "Poetry Slam" (Dichterwettstreit) ab und beschreibt Wettbewerbe, bei denen Wissenschaftler ihr Projekt in zehn Minuten möglichst unterhaltsam vorstellen, worauf ihre Darbietung vom Publikum oder einer Jury bewertet wird.

Lemmers Buch sprüht vor ungewöhnlichen und witzigen Ideen. Es widmet sich in erster Linie einer ganz besonderen Menschenspezies: den Teilchenphysikern. Wie leben sie, was treibt sie an und wie denken sie? Mit vielen persönlichen Anekdoten und schrägem Humor bringt uns der Autor die "Supernerds" und "Spielkinder", wie er sich und seine Kollegen nennt, nahe. Im Rahmen seiner Doktorarbeit hat er ein Jahr am CERN verbracht, dem größten Teilchenforschungszentrum der Welt. Ein einzigartiger Ort: Wo sonst arbeiten Menschen aus mehr als 80 Nationen friedlich zusammen und organisieren zum Beispiel ein israelisch-palästinensisches Freundschaftsfest?

Das Buch gibt einen originellen, gut verständlichen Überblick über den aktuellen Forschungsstand der Teilchenphysik. Größtenteils sind keine nennenswerten Vorkenntnisse nötig, um Lemmers Erklärungen zu folgen. Weiterführende Theorie und Rechnungen hat er größtenteils in "Schlauboxen" ausgelagert, unternimmt aber auch im Haupttext vereinzelte Ausflüge in höhere mathematische Sphären. Zusammen ergibt das eine ungewöhnliche Mischung aus jugendlicher Sprache und hohem inhaltlichem Anspruch. Interessierte Leser mit Abitur oder naturwissenschaftlichem Vordiplom finden herausfordernde Passagen zum Nachrechnen, und Laien können die kryptischen Formeln und Variablen einfach mit Humor überlesen.

Ob flapsige Ausdrücke und verschluckte Silben zum tieferen Verständnis beitragen, sei dahingestellt. Doch die vielen anschaulichen Vergleiche – mal alltagsnah, mal absurd – machen die Konzepte der Teilchenphysik greifbar. Da werden Elementarteilchen zu Plüschfiguren oder Enten, die durch Honig schwimmen. Und wenn Teilchen zerfallen, zieht der Autor Parallelen mit dem Wechseln von Geld oder dem Zerbrechen eines Schokoladeneies. Physiker mögen einige der Metaphern für zu gegenständlich halten, denn schließlich sind Elementarteilchen quantenmechanische Objekte und damit nur durch Wahrscheinlichkeiten beschreibbar; sie haben weder Farbe noch Form und auch keine Bruchteile, in die sie zerbrechen könnten. Doch mithilfe der Vergleiche erhalten Leser einen lebhaften Eindruck von der seltsamen Welt des Allerkleinsten.

Um der Natur immer mehr Geheimnisse zu entlocken, bauen Teilchenforscher riesige Experimentieranlagen wie den 27 Kilometer langen Large Hadron Collider (LHC), den derzeit leistungsstärksten Teilchenbeschleuniger der Welt. Was derzeit erforscht wird, wie Beschleuniger und Detektoren funktionieren und was bei Teilchenkollisionen genau geschieht, beschreibt der Autor ausführlich und lebendig. So macht er unter anderem klar, welche technische Höchstleistung es darstellt, Protonen präzise auf der Bahn zu halten und zielgenau kollidieren zu lassen. Dafür sind riesige Magnete nötig und eine Kühlung auf bis zu minus 271 Grad Celsius – kälter als im Weltall! Doch warum betreibt man einen solchen Aufwand, und wie misst man "den ganzen Klumpatsch", der bei Teilchenkollisionen entsteht? Und wie wertet man die gigantischen Datenmengen aus, die bei den Messungen anfallen? In Lemmers Buch klingen die Hauptbeschäftigungen von Teilchenphysikern – Programmieren und Datenanalyse – wie die spannendsten Tätigkeiten der Welt. Die letzten Kapitel beschäftigen sich mit der Bedeutung von Grundlagenforschung für Kultur und Technik, sowie mit Zukunftsplänen.

Passend zum Text gibt es viele farbige Abbildungen. Die meisten Grafiken machen den Eindruck, als habe sie ein Dreijähriger gekritzelt, und diverse unterbelichtete Fotos scheinen von einer Handykamera zu stammen. Die unkonventionelle Bildsprache fügt sich jedoch nahtlos ins Gesamtbild des Buches ein und wirkt insofern stimmig. Zusätzlich enthält das Buch zahlreiche QR-Codes. Diese lassen sich mit Smartphones oder per Webcam einlesen und führen den Leser auf weiterführende Internetseiten. Da gibt es etwa Animationen, die Teilchenkollisionen veranschaulichen oder die Funktionsweise von Detektoren verdeutlichen, sowie Videos, in denen der Autor selbst am CERN den Mechanismus von Beschleunigern erklärt.

Der gelungene Mix aus fachlichem Tiefgang, persönlichen Anekdoten und leicht lesbarem Stil dürfte viele Leser ansprechen. Das Buch ist für interessierte Jugendliche und Erwachsene, Laien und Akademiker gleichermaßen interessant.

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