Forschungszentrum Cern

Den Urknall studieren

Von Anna Loll

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08. November 2009 Wenn sie vom Cern sprechen, der Europäischen Organisation für Kernforschung, versteigen sich sogar Naturwissenschaftler in Superlative. „Hier zu sein ist die optimale Chance“, schwärmt etwa der Doktorand Marco Gersabeck. „Es ist der Ort, an dem die neue Physik entdeckt wird.“ Ähnlich enthusiastisch ist Mustapha Al Helwi. Der Physikstudent aus Heidelberg war im Sommer schon zum dritten Mal an der Institution in der Nähe von Genf. Er habe sein Glück kaum fassen können, als er nun wieder an „seinem“ Detektor gestanden habe, berichtet er. „Ich bin mit meinem Betreuer an den Kabeln entlang gekrabbelt, habe mich zwischen die Elektronik gequetscht - so lange habe ich noch nie gelächelt.“

Das Herzstück des größten Forschungszentrums der Welt für Hochenergiephysik - sein Name leitet sich vom französischen „Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire“ ab - ist der 27 Kilometer lange Teilchenbeschleuniger LHC, der „Large Hadron Collider“. Drei Milliarden Euro hat der Bau gekostet, mit knapper Lichtgeschwindigkeit schießen die Wissenschaftler hier Protonen oder Blei-Ionen aufeinander, um den Urknall nachstellen. Mit vier Detektoren werden die rund 600 Millionen Zusammenstöße je Sekunde beobachtet. Wie kommen die Teilchen zu ihrer Masse? Was genau ist Antimaterie? Was dunkle Energie? Um diese Rätsel zu lösen, werden im LHC Temperaturen erzeugt, die eine Milliarde Mal höher sind als das Innere der Sonne. Zum Ausgleich sind die umgebenden Magnete kälter als das All. Was sich für Normalbürger eher nach „Fiction“ als nach „Science“ anhört, können ausgewählte Studenten als Praktikanten, als Teilnehmer an einer Sommerschule oder für ihre Diplom- oder Doktorarbeit miterleben. Bewerben können sich angehende Ingenieurwissenschaftler oder Informatiker - und natürlich Physikstudenten.

Sehr gute Leistungen und eine Portion Glück

Eine Voraussetzung dafür sind sehr gute Leistungen und eine Portion Glück. Mustapha Al Helwis Lebenslauf zum Beispiel liest sich beeindruckend: Der Physikstudent ist gerade 22 Jahre alt und schreibt am Cern schon seine Diplomarbeit, im April will er damit fertig werden, in seinem achten Semester. Die Mitarbeit hier übertreffe alles, was er bisher erreicht habe, sagt er. „Etwas Besseres hätte mir einfach nicht passieren können.“ Die Möglichkeit dazu ergab sich, weil er einen Dozenten mit einem Vortrag beeindruckte, der am Cern arbeitet. Al Helwi durfte dazu kommen. Seit August ist er nun in der Schweiz - und wird aller Voraussicht nach den neuen Urknall mitbekommen. Im vergangenen September musste das Experiment kurz nach dem Start abgebrochen werden. Eine große Menge Helium lief im LHC-Tunnel aus, nachdem eine schlechte elektrische Verbindung zwischen zwei Magneten ein Leck gerissen hatte. Nichts, wovor man Angst haben müsse, findet Al Helwi. Ihn beschäftigt vielmehr der Neustart, der jetzt im November stattfinden soll. Die Datenerhebung könne er kaum noch abwarten, sagt er lächelnd.

Robert Fischer von der RWTH Aachen ist dann zwar nicht mehr am Cern, er hat hier aber von Ende Juni bis Ende August an einer Sommerschule teilgenommen. Die Online-Bewerbung empfand er als unübersichtlich, zwei Gutachten von Professoren mussten organisiert werden. „Ich hatte überhaupt nicht damit gerechnet, angenommen zu werden“, sagt er - schließlich bewerben sich jedes Jahr mehr als 700 Studenten auf die rund 150 Plätze. Doch es klappte. Im Sommer absolvierte der Vierundzwanzigjährige nun mit Studenten aus den 20 Staaten, die das Forschungszentrum tragen, ein besonderes theoretisches und praktisches Programm. Außerdem bekam jeder Student einen Betreuer zur Seite gestellt, mit dem eine praktische Aufgabe vereinbart wurde. Fischer maß an einem der LHC-Detektoren die Frequenzen, die als Uhr für den Detektor dienen. „An sich etwas sehr Einfaches, brauchte man dafür nicht so viel Genauigkeit und Geduld“, sagt er. Genauso etwas Handfestes habe ihm im Studium bisher gefehlt. Lange sei er sich unsicher gewesen, ob er sich auf theoretische oder experimentelle Physik konzentrieren solle. Jetzt ist die Entscheidung gefallen, sein Schwerpunkt soll künftig klar auf dem Experimentellen liegen.

100 Meter unter der Erde verschlägt es Besuchern den Atem

Eine halbe Stunde dauert die Fahrt von der Genfer Innenstadt hinaus zum Cern. Der erste Eindruck: ein rundes Gebäude inmitten grüner Felder, die Fassade scheint zu rosten, hinter einem Drahtzaun stehen Siebziger-Jahre-Bauten in Grauweiß. Auch innen sieht es bescheiden aus - das Budget von knapp 600 Millionen Euro wird nicht in rote Teppiche gesteckt. Den Atem verschlägt es Besuchern regelmäßig erst hundert Meter unter der Erde: 10 Meter hoch und 21 Meter lang ist einer der LHC-Detektoren. Das Gestell aus Eisen, Kabeln, blinkenden Leuchten und Magneten ist überraschend bunt, seitdem russische und italienische Forscher einen Teil grün bemalt haben, Franzosen und Spanier einen anderen gelb. Wäre die Präzision nicht geradezu greifbar, ginge das Konstrukt glatt als riesiges Spielzeug durch.

Er fühle sich immer noch ein bisschen überwältigt, gibt Marco Gersabeck beim Anblick des Detektors zu. Seit drei Jahren arbeitet er am Cern, dank eines Stipendiums der Universität Glasgow, um das er sich nach dem Physikstudium in Mainz beworben hat. Jetzt schraubt und misst er an der vordersten Detektorschicht. „Die Zusammenarbeit hier könnte internationaler nicht sein“, sagt der Neunundzwanzigjährige. Alltagssprache ist Englisch, nützlich sind auch Französischkenntnisse. Teamarbeit präge die Atmosphäre, berichtet Gersabeck, jeder helfe jedem, auch wenn eine gesunde Konkurrenz durchaus vorhanden sei. Denn der Druck sei hoch, ansehnliche Ergebnisse zu finden. „Es sind Resultate, auf die über Jahre hinweg die Wissenschaft schauen wird.“ Was er beschreibt, ähnelt einem beruflichen Schlaraffenland für junge Wissenschaftler. „Man kann seine Arbeiten auf Konferenzen vorstellen, mit gestandenen Physikern diskutieren. Hier trifft man sie alle.“

Das stimmt sogar, wenn man selbst gar nicht direkt am LHC arbeitet. Alex Austregesilo zum Beispiel, der seit Juni 2008 als einer von 23 fest angestellten deutschen Promovierenden am Detektor „Compass“ forscht, arbeitet an dem schon länger laufenden Teilchenbeschleuniger SPS (Super Proton Synchrotron). Die Stelle hat er über ein spezielles Programm für deutsche Doktoranden bekommen, vorher war er als Physikstudent der TU München schon für seine Diplomarbeit am Cern. Dass er für sein Experiment nun wesentlich weniger Aufmerksamkeit bekommt als die Forschungen am LHC, bedauert der Münchner nach eigener Auskunft nicht. „Man bekommt hier als vergleichsweise kleines Experiment mehr Verantwortung“, verweist Austregesilo stattdessen auf die Vorzüge seiner Position. Das fange bei Kontrollschichten am Detektor an. „Wenn nachts das Telefon klingelt, muss man hin zum Experiment und das Problem richten“, sagt er. Vieles allerdings sei auch am Cern Alltag und Routine. Meistens heiße es einfach: morgens ins Büro, abends nach Hause. Wäre da nicht diese ganz spezielle Atmosphäre. „In der Mittagspause sitzen in der Mensa am Nebentisch nicht nur die Kollegen“, sagt Austregesilo. „Sondern auch mal diskutierende Nobelpreisträger.“

Text: F.A.Z.
Bildmaterial: F.A.Z. / Tresckow

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