Ein Schwerpunkt der Konferenz war das Standardmodell der Elementarteilchen und die Suche nach einer neuen Physik, die über diese glänzend bestätigte Theorie der Felder, Teilchen und Kräfte der Natur hinausgeht. Denn das Standardmodell kann nicht das letzte Wort sein. Allerdings ist es auch noch nicht ganz komplett, was seine experimentelle Fundierung betrifft. Ein Teilchen, das sogenannte Higgs-Boson, fehlt bislang.
Die Suche nach dem Higgs
Das bereits 1964 von dem schottischen Physiker Peter Higgs vorausgesagte Teilchen ist das Quant des Higgs-Felds, das der Theorie zufolge das ganze Universum erfüllt. Seit der sogenannten elektroschwachen Symmetriebrechung, bei der sich die elektromagnetische und die schwache Wechselwirkung voneinander getrennt hatten (bereits im ersten Sekundenbruchteil nach dem Urknall), sorgt es dafür, dass Elementarteilchen wie Quarks, die Grundbausteine der Atomkerne, eine Masse besitzen. Dieses Higgs-Teilchen aufzuspüren, ist ein Ziel des LHC. Und in diesem Jahr, fast ein halbes Jahrhundert nach Peter Higgs? Hypothese, wird sich die Shakespeare-Frage, wie Rolf-Dieter Heuer sie nennt, beantworten lassen: Sein oder Nichtsein des Higgs-Teilchens?
Wie schon im großen Interview mit bild der wissenschaft (Heft 1/2012) zeigte sich Heuer auch auf der Konferenz zuversichtlich, dass im Lauf des Jahres der Nachweis des Higgs-Teilchens gelingt ? wenn es denn existiert. Falls es nicht existiert, wäre das aber mindestens ebenso spannend und wichtig. Heuer: “Das Higgs-Teilchen zu finden, wäre eine Entdeckung. Das Standardmodell-Higgs auszuschließen, wäre ebenfalls eine Entdeckung.”
Es ist also eine Win-win-Situation ? und ein Experimentum crucis, die es in dieser harten und weitreichenden Form selten gibt in der Wissenschaft. Entsprechend groß sind Erwartung, Spannung und Faszination unter den Teilchenphysikern.
Neustart im März
Nach einer längeren Winterpause seit Dezember, bei der der LHC und seine Vorbeschleuniger gewartet wurden, geht es diesen Monat nun wieder los. In ein paar Tagen werden erneut fast lichtschnelle Protonen durch die beiden armdicken, 27 Kilometer langen Vakuumröhren kreisen, und etwa zwei Wochen danach werden sie auch wieder mit brachialer Wucht zusammenprallen und eine Kaskade aus Tausenden kurzlebiger Kollisionsprodukte erzeugen. “Alles ist im Plan”, sagt Heuer.
Mehr noch: Der LHC wird seinen Rekord als leistungsstärkster Teilchenbeschleuniger selbst übertreffen. Die Ingenieure sind zuversichtlich, dass er vor der großen Wartungspause nächstes Jahr noch mehr zu leisten vermag als bislang. Am CERN ist deshalb die Entscheidung gefallen, die bisher 3,5 Teraelektronenvolt (TeV) Energie pro Protonenstrahl auf 4 TeV zu steigern, also die Kollisionsenergie von 7 auf nunmehr 8 TeV zu erhöhen. Wenn alles weiterhin nach Plan geht, werden 2012 rund dreimal so viele Kollisionsereignisse erzeugt werden können wie letztes Jahr. Die Zahl der produzierten Higgs-Teilchen, wenn es sie denn gibt, würde sich sogar vervierfachen.
Etwas fundamental Neues
Wenn das Higgs-Teilchen gefunden wird, wäre das eine Bestätigung der Theorie über den Ursprung der Massen der Elementarteilchen und ein Indizienbeweis für die Existenz des Higgs-Felds. Im Gegensatz zu allen bisherigen Elementarteilchen-Entdeckungen ist das Higgs-Teilchen etwas qualitativ Anderes und Neues. Es ist das Quant eines Skalarfelds. Skalarfelder haben im Gegensatz zu den gut bekannten Vektorfeldern (etwa dem Magnetfeld) nur einen Wert pro Raumzeitpunkt, keine Richtung. So lässt sich die Temperaturverteilung in einem Zimmer als skalare Größe beschreiben, sie ist aber nichts Fundamentales. Das Higgsfeld wäre hingegen das erste grundlegende Skalarfeld, das überhaupt nachgewiesen würde. Dies wäre eine Pionierleistung mit weitreichenden Konsequenzen. Denn Kosmologen vermuten, dass es noch mehr Skalarfelder in der Natur geben könnte: etwa die Quintessenz, die für die ominöse Dunkle Energie zuständig ist, oder das Inflaton, das die jähe Raumausdehnung im Urknall verursacht haben soll, die Kosmische Inflation.
Mit der Entdeckung des Higgs-Teilchens könnte sich also zugleich die Tür öffnen zu einer neuen Physik jenseits des Standardmodells. Daher ist es zwar auch Marketing, die dem CERN-Generaldirektor angesichts der riesigen Arbeit und Kosten zur Stärkung der Corporate Identity nach innen wie außen nicht zu verdenken ist, wenn Heuer sagt: “Der LHC, eines der größten und wahrhaft globalsten wissenschaftlichen Projekte überhaupt, ist der aufregendste Wendepunkt in der Teilchenphysik. Wir betreten eine neue Ära der Grundlagenforschung.” Aber es ist keine Übertreibung und auch kein leeres Versprechen. Im Gegenteil: Wenn die Technik dem CERN nicht noch einen Streich spielt, wird die Hochenergie-Teilchenphysik nach einem jahrzehntewährenden Anlauf (die letzte große Entdeckung, die des top-Quarks, gelang 1995) endlich wieder einen großen Sprung machen – mit noch nicht absehbaren Folgen.
Dazu ist der LHC gut gerüstet. Seine Leistung im letzten Jahr war hervorragend. Heuer spricht von einer “exzellenten Performance der gesamten Beschleunigeranlage, der Detektoren, der Infrastrukturen und der Datenauswertung”. Das lässt sich auch quantifizieren: Im Mai 2010, als die LHC-Forschung bei 3,5 TeV gerade begonnen hatte, wurde als Ziel für 2011 ein inverses Femtobarn (fb -1) für die beiden großen LHC-Detektoren ATLAS und CMS angestrebt. Mit dieser Einheit messen Teilchenphysiker den Wirkungsquerschnitt (1 Barn = 10 −28 m 2) und die integrierte Luminosität (Strahlintensität) über einen definierten Zeitraum. Am 22. April 2011 hatte der LHC einen neuer Weltrekord der Luminosität eines Hadronen-Beschleunigers erzielt, 4,67 ? 10 32 Teilchen (hier: Protonen) pro Quadratzentimeter und Sekunde. Für 2011 waren also 1 fb -1 anvisiert ? oder erhofft, Heuer spricht von einem ?educated guess?. Die Zahl wurde aber bereits Mitte Mai 2011 überschritten. Am Ende des Betriebsablaufs waren es für ATLAS und CMS dann jeweils über 5,5 fb -1 an Strahlleistung. Anders gesagt: Das Ziel wurde um mehr als das etwa 5,5-Fache übertroffen.
Die Vermessung des Standardmodells
Dank dieser exzellenten Leistung konnte der LHC bereits viele wertvolle und hochpräzise Messdaten einfahren. Schon jetzt hat der LHC mehr Zerfallsereignisse von W-, Z- und top-Teilchen registriert als der vormals leistungsfähigste Teilchenbeschleuniger der Welt, das Tevatron am Fermilab in Batavia, Illinois: Der LHC hat etwa 30 Millionen W-Zerfälle und 3 Millionen Z-Zerfälle gemessen, rund das Doppelte, und 60.000 top-Zerfälle, rund das Zehnfache. Die Eigenschaften des W-Teilchens ließen sich mit dem LHC allein bereits so genau bestimmen, wie es alle Messungen vor ihm schafften. Auch konnte die Masse des top-Quarks jüngst bereits auf 172,64 GeV veranschlagt werden (mit statistischen und systematischen Unsicherheiten von plus/minus 0,57 beziehungsweise 1,18 GeV). Jetzt analysieren Physiker schon kombinierte Daten vom LHC und Tevatron. Das ist “soziologisch überraschend”, kommentiert Heuer, der mit einer so raschen Entwicklung nicht gerechnet hatte.
Tatsächlich hat der LHC praktisch das gesamte Standardmodell der Elementarteilchenphysik bestätigt oder experimentell ?wiederentdeckt? ? also quasi die Physik seit den 1970er-Jahren und mehr. Das ist schon für sich genommen eine beachtliche Leistung. ?Bis jetzt hat mich am meisten überrascht, wie gut das Standardmodell doch ist?, sagt Siegfried Bethke, Direktor am Max-Planck-Institut für Physik in München und Mitglied der ATLAS-Kollaboration. Es gibt noch keine einzige statistisch signifikante Abweichung. ?Das war keinesfalls sicher zu erwarten.?
Die Kehrseite davon ist, dass noch kein definitives Indiz für eine neue Physik jenseits des Standardmodells gefunden wurde. Aber das ist auch kein Kinderspiel: Höchstens ein Kollisionsereignis von 10 Milliarden könnte davon zeugen. Dagegen wäre die Suche nach einer sprichwörtlichen Nadel im Heuhaufen äußerst einfach. Immerhin: Im LHC finden etwa eine Milliarde Proton-Proton-Kollisionen in jeder Sekunde statt, wobei jeweils rund 16.000 geladene Teilchen entstehen. Das ist freilich eine enorme Herausforderung sowohl für die Detektoren als auch für die Datenauswertung. Doch die Entwicklung 2010 und 2011 hat bewiesen, dass die Physiker dieser Herausforderung gewachsen sind. Es ist möglich, mehr als 20.000 Spuren geladener Teilchen in einem einzigen Kollisionsereignis zu rekonstruieren.
Higgs im Visier
Entsprechend schwierig ist es allerdings auch, in diesem Konvolut Zerfälle des Higgs-Teilchens zu identifizieren. Die Higgs-Produktionsrate hängt ab von der Masse und den Zerfallsmöglichkeiten des Higgs-Teilchens. Je mehr Masse es besitzt, desto unwahrscheinlicher ist seine Produktion, und desto mehr verschiedene Arten von Sekundärteilchen kann es erzeugen. Da die Masse unbekannt ist, müssen die Physiker quasi überall suchen.
Immerhin gab es durch diverse Präzisionsmessungen schon vor dem LHC und dank immer genauerer Rechnungen auch Fortschritte in der Theorie. So ließ sich die Voraussage durch die Higgs-Masse zwischen 1996 und 2005 von einer großen Region zwischen 40 und 540 GeV auf einen schmalen Bereich von 115 bis etwa 200 GeV eingrenzen, wie es Rolf-Dieter Heuer in seinem Vortrag anhand einer Grafik illustrierte. Und die LHC-Messungen haben die Grenzen inzwischen noch viel enger gesteckt.
“Mit einem Konfidenzintervall von 95 Prozent ist das Standardmodell-Higgs ausgeschlossen bei Massen bis hinauf zu 600 GeV ? außer in einem Fenster zwischen 115,5 und 127 GeV, mit interessanten Vorgängen bei Massen zwischen 124 und 126 GeV”, fasst Heuer den aktuellen Stand zusammen, wie ihn die Sprecher der ATLAS- und CMS-Detektoren letzten Dezember im CERN vorgestellt hatten. Der nach diesen Messungen wahrscheinlichste Wert der Higgs-Masse liegt also bei 125 GeV. “Beide Experimente sehen mehrere Zerfallsarten, aber es sind nur wenige Ereignisse”, verrät Heuer und mahnt zur Vorsicht. Denn noch lässt sich nicht sagen, ob und welche dieser Ereignisse echte Higgs-Signale sind oder aber Zufallsereignisse, die immer wieder vorkommen. Doch wenn der LHC dieses Jahr so gut funktioniert wie vorgesehen, reichen die Daten aus, um bis spätestens Ende 2012 feststellen zu können, ob es ein Higgs-Teilchen mit einer Masse bis zu 600 GeV gibt oder nicht. (Wenn es eine höhere Masse hätte, wäre es sicherlich kein Higgs-Partikel, wie es das Standardmodell vorsieht.)
Die Suche nach SUSY
Freilich ist die Situation nicht so einfach. Denn auch wenn das Higgs-Teilchen gefunden wird, ist es noch nicht klar, was das bedeutet. Gerade weil das Standardmodell nicht das letzte Wort der Elementarteilchenphysik sein kann, aber eine bestätigte umfassendere Theorie noch fehlt, weiß niemand, welche Auswirkungen diese haben könnte. Es gibt eine Vielzahl an Modellen. Das ?Lieblingskind? der Physiker heißt SUSY. Das Kürzel steht für Supersymmetrie und besagt, dass es zu jedem Teilchen ein supersymmetrisches ?Spiegelteilchen? gibt, was eine fundamentale Verwandtschaft zwischen den Partikeln für die Materie und denen für die Wechselwirkungen (?Kräfte?) offenbaren würde. Außerdem ist SUSY auch ein essenzieller Bestandteil von Theorien zur Vereinigung der Kräfte. Und SUSY prognostiziert eine Higgs-Masse unter 130 GeV. Die Suche nach SUSY gehört ebenfalls zu den Hauptaufgaben des LHC.
SUSY ist ein theoretisches Universum für sich. Zahlreiche neue Teilchen (wie Squarks, Sleptonen und Gluinos) sowie Parameter (etwa Kopplungsstärken und Zerfallsraten) werden in diesem Szenario vorausgesagt. Niemand weiß, welche der vielen Modelle auf unsere Realität passt ? wenn überhaupt. Daher werden zunächst die ?einfachsten? Modelle bevorzugt: MSSM (minimales supersymmetrisches Modell) & Co. Besonders attraktiv sind eingeschränkte (?constrained?) Modelle (CMSSM), weil sie rigide Voraussagen machen. Und genau hier wird es allmählich kritisch. Dass es auch für die Theoretiker immer enger wird, hat Heuer schmunzelnd mit einem Filmfoto eines hemdsärmeligen Mannes im Dschungel verdeutlicht, dem sich von allen Seiten Raubsaurier nähern, die für den LHC und seine Daten stehen.
“Im Rahmen der CMSSM-Modelle haben wir die Grenze überschritten, Gluinos und Squarks bis zu 1 TeV und mehr auszuschließen”, kommentiert Heuer ein komplexes Diagramm mit Messkurven und Datenpunkten. “Die Luft wird dünn für die eingeschränkte Supersymmetrie.” Noch in diesem Jahr sollen weitere Ergebnisse dazu veröffentlicht werden. “Bislang gibt es keine Anzeichen von Supersymmetrie in den Messungen. Aber ein Entdeckungspotenzial ist vorhanden ? auch schon bei 8 TeV.”
Totgesagte leben länger
Dass der LHC noch keine SUSY-Indizien gefunden hat, frustriert manche Forscher. Zuweilen wurde SUSY in den Medien schon totgesagt. Doch Totgesagte leben länger. SUSY selbst ist wohlauf. Nur die CMSSM-Modelle schwächeln inzwischen.
?Es gibt natürlich Forscher, die voller Euphorie waren und dachten, die Supersymmetrie wäre direkt um die Ecke. Die waren schon etwas enttäuscht?, sagte Rolf-Dieter Heuer vor Kurzem im Gespräch mit bild der wissenschaft. ?Aber die Supersymmetrie ist ein weites Feld, da gibt es eine Menge unterschiedlicher Modelle, einen riesigen Parameterbereich. Manche Modelle sind durch Zwangsbedingungen absichtlich sehr eingeschränkt und haben daher nur eine kleine Zahl freier Parameter. Etliche dieser Modelle werden jetzt nach und nach ausgeschlossen. So haben wir für spezielle Modelle den Massebereich von Squarks und Gluinos bereits über 1 TeV hinausgeschoben. Aber für die meisten Modelle ist ein sehr großer Parameterbereich noch offen.?
Auf die Frage, wie optimistisch er sei, dass man bald etwas finden wird, antwortete Heuer: ?Als Generaldirektor darf man den Optimismus nicht verlieren. Ich bin sehr zuversichtlich, weil bisher lediglich die eingeschränkten Modelle Probleme haben, und weil es ja auch eine Frage der Datenmenge ist, nicht nur der Energie. Wenn zum Beispiel die Kopplungen sehr schwach sind, dann braucht man einfach mehr Statistik und somit mehr Daten, um überhaupt etwas zu sehen. Da ist noch vieles möglich, allerdings wohl erst nach meiner Amtszeit. Doch es geht nach der Natur und nicht nach der Amtszeit des Generaldirektors.?
Das Ende ist nah!
John Ellis, langjähriger Leiter der Theorie-Abteilung am CERN und einer der SUSY- und MSSM-Pioniere, ist optimistischer. Schon aus theoretischen Gründen müsse SUSY fast in Sichtweite sein. Das hat auch mit dem Higgs-Teilchen zu tun.
“Es muss eine neue Physik jenseits des Standardmodells geben”, ist Ellis überzeugt. Das Problem besteht nämlich darin, dass in vielen verschiedenen Higgs-Massebereichen, auch den nun favorisierten, grundlegende theoretische Schwierigkeiten drohen. Und diese wären, beträfen sie das Universum selbst, alles andere als erquicklich: So könnte das Potenzial des Higgs kollabieren oder ins Unermessliche wachsen. Dann würde das Universum über kurz oder lang seine Eigenschaften völlig ändern, weil das Vakuum instabil wäre oder die Naturkräfte verrückt spielen. Aber selbst wenn nicht, könnte das Higgs-Teilchen wohl nicht den ganzen Job erledigen, den ihm die Theoretiker zugewiesen haben.
?Das Ende der Welt ist nah!?, verkündete Ellis daher grinsend in Irsee anhand eines Plakats von religiösen Weltuntergangsverkündern. Wäre das vom Higgs-Teilchen mitbestimmte Vakuum instabil, könnte die Apokalypse in jeder Minute über uns hereinbrechen ? und nicht nur die Erde, sondern das ganze All verschlingen. Allerdings zögerte Ellis nicht, das Plakat zu modifizieren. ?Das Ende des Standardmodells ist nah!? Gemeint ist: Eine neue Physik muss es erweitern. Dann wäre auch der Weltuntergang abgewendet ? jedenfalls dessen theoretische Möglichkeit.
So könnte die Supersymmetrie das Higgs-Potenzial stabilisieren, zum Beispiel mithilfe eines zusätzlichen Teilchens, des stop-Teilchens (supersymmetrisches top-quark). Nachteil dabei: Es wären dafür allerhand mathematische Feinjustierungen erforderlich sowie eine neue Kopplung. Ellis hat in seinem Vortrag auch noch andere Lösungsmöglichkeiten skizziert. So ist das Higgs vielleicht gar kein Elementarteilchen, sondern aus grundlegenden Bausteinen zusammengesetzt.
SUSY kann die Higgs-Suche aber auch verkomplizieren. So überlegte Stefan Pokorski von den Universitäten Warschau und München, dass das Standard-Higgs vielleicht gleichsam ?abgeschirmt? wird und somit für den LHC unsichtbar wäre. Wenn dieser ein Higgs bei 125 GeV erspäht, wäre es in Wirklichkeit etwas anderes. Die SUSY-Modelle sagen nämlich die Existenz von gleich mehreren Higgs-Teilchen voraus. ?Das ließe sich kaum vom Standardmodell unterscheiden, wenn man nicht noch andere Teilchen findet?, befürchtet Pokorski.
Blick in die Zukunft
In den nächsten Monaten werden im LHC wieder Myriaden von Protonen kollidieren. Bis Oktober strebt Heuer eine integrierte Luminosität von 50 fb -1 an. Zum Jahresende sollen dann erstmals Protonen auf Blei-Atomkerne geschossen werden. Das verspricht wichtige Erkenntnisse zu einem anderen Forschungsfeld: dem Quark-Gluon-Plasma. Bei der Erforschung dieses seltsamen Materie-Zustands, der das ganze Weltall kurz nach dem Urknall ausgefüllt hat, nimmt der LHC inzwischen auch eine Spitzenposition ein. Das hat Johanna Stachel von der Universität Heidelberg in Irsee eindrucksvoll demonstriert, die 2012 bis 2014 auch Präsidentin der Deutschen Physikalischen Gesellschaft ist.
2013/2014 wird dann eine lange Wartungs- und Umbaupause erfolgen, bei der auch alle kritischen elektrischen Verbindungen zwischen den Magneten geprüft und gegebenenfalls ausgetauscht werden. Das sind rund 10.000. Eine davon war im September 2008 durchgebrannt, kurz nach der Inbetriebnahme des LHC, sodass flüssiges Helium aus dem Kühlsystem entwich. Der 25-Millionen-Euro-Schaden hatte den Beginn der Forschungen um gut ein Jahr verzögert. Um sicher zu gehen, dass sich so etwas nicht wiederholt, werden die Techniker den LHC in der Pause ab 2013 akribisch prüfen und auf höhere Energien vorbereiten.
2014 wird der LHC bereit für die höchsten Energien sein. Die 14 TeV Kollisionsenergie, die ursprünglich vorgesehen war, wird er wegen Alterungseffekten der supraleitenden Magneten wohl nicht gleich erreichen. “Die Magnete haben Alzheimer”, sagt Heuer lakonisch. Aber 13 TeV sind realistisch und fürs Erste fast genauso gut. Im Gegensatz zum neurologischen Alzheimer kann den Magneten aber geholfen werden. “Sie brauchen Training, dann wird der LHC auch die volle Energie erreichen”, ergänzt Heuer. “Aber das braucht mehr Zeit, und wir wollen den Experimentatoren lieber schneller Daten liefern als länger trainieren.” Dies kommt dann später. In den vier Betriebsjahren nach der großen Wartungspause wird der LHC so gut auf Touren kommen, dass sich die Zahl der Kollisionen verzehnfacht.
2017/2018 soll der LHC dann aufgerüstet werden, um eine noch größere Strahlintensität zu erreichen. Und 2021/2022 wird er neue Magnete bekommen. Sie werden zurzeit entwickelt und mehr als doppelt so stark sein wie die gegenwärtigen. Wenn der damit aufgefrischte LHC dann wieder durchstartet, wird er noch viele Jahre die Spitzenforschung der Hochenergie-Teilchenphysik anführen. “Wir haben ein konkretes Programm für die nächsten 20 Jahre”, sagt Heuer.
Universale Exzellenz
So weit reicht die Perspektive des Exzellenzclusters ?Origin and Structure of the Universe? nicht. Im Sommer wird entschieden, ob die Gelder für den Forschungsverbund verlängert werden. Angesichts der geleisteten Exzellenz, die auch im Symposium in Irsee deutlich zum Vorschein trat, sollte das gleichermaßen notwendig und selbstverständlich sein.
Als die ?Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder zur Förderung von Wissenschaft und Forschung an deutschen Hochschulen? sich 2005 bis 2007 nach langwierigen Verhandlungen auf diverse Fördermittel einigte, war unter den bewilligten 37 ?Exzellenzclustern? eben auch einer, der für das Universum und den ganzen Rest zuständig ist: der Exzellenzcluster Universe. Angesiedelt ist er an der Technischen Universität München in Garching. Die Lage könnte nicht besser sein, denn dort kann der hochkarätige interdisziplinäre Forschungsverbund mit der Europäischen Südsternwarte, den Max-Planck-Instituten für Physik, für Extraterrestrische Physik, für Astrophysik und für Plasmaphysik, dem Maier-Leibnitz-Laboratorium, dem Halbleiterlabor der Max-Planck-Gesellschaft sowie der Ludwig-Maximilian-Universität München und der Universitätssternwarte München kooperieren.
Im Fokus stehen grundlegende Fragen der Kosmologie und Teilchenphysik: Wie ist das Universum entstanden? Wie ist es aufgebaut, was sind die grundlegenden Kräfte und Strukturen? Warum gibt es Galaxien, Sterne und Planeten? Wie kam es zur Bildung der chemischen Elemente, aus denen sich die Materie und alles Leben zusammensetzt? Wie sieht die Zukunft des Universums aus? ?Es geht also um das Innerste der Materie, die Natur der Kräfte und den Ursprung der Strukturen im Universum?, sagt der Wissenschaftsmanager Andreas Müller, der das Irsee-Symposium maßgeblich mitorganisiert hat.
Tatsächlich ist der Exzellenzcluster der einzige, der diese etwas sonderbare Politikslang-Bezeichnung rechtfertigt. Denn zu seinem Forschungsgebiet gehören echte Cluster ? so nennen Astronomen nämlich Galaxienhaufen. Diese riesigen Gebilde im All scheinen zwar maximal weit ?entfernt? zu sein von dem, was die Welt im Innersten zusammenhält. Doch dem Exzellenzcluster gelingt der Spagat über viele Größenordnungen mühelos, wie die ineinandergreifenden Vorträge zu Teilchenphysik und Kosmologie etwa von Rolf-Dieter Heuer und John Ellis in Irsee deutlich gemacht haben. Das ist nicht verwunderlich, denn der Natur ist der Spagat schon vor 13,7 Milliarden Jahren gelungen. Aus dem Allerkleinsten, den Quantenfluktuationen, ist das Allergrößte entstanden ? das ganze sichtbare Universum mit seinen Galaxienhaufen. Insofern blickt der LHC, wenn er ins Innerste der Materie vordringt, auch zurück zu den Ursprüngen des Universums. Wenn er das Higgs-Teilchen und womöglich auch SUSY findet, dann schließt sich der Kreis: Dann werden wir zum ersten Mal erkannt haben, was ?die Welt im Innersten zusammenhält? und was uns diese Erkenntnis überhaupt erst ermöglicht, weil es unsere eigene Existenz ermöglicht.
© wissenschaft.de ? Rüdiger Vaas
Rüdiger Vaas ist Physik-Redakteur von bild der wissenschaft. Sein jüngstes Buch Hawkings Kosmos einfach erklärt. Vom Urknall zu den Schwarzen Löchern ist eine leicht verständliche Einführung in die moderne Kosmologie und Teilchenphysik.
