Für ein besseres Verständnis unserer Welt

CERN, die europäische Organisation für Kernforschung, ist spätestens seit Dan Browns Megaseller \"Illuminati“ auch Physiklaien ein Begriff. Nach Erscheinen des Buchs nahm das Interesse nach den tatsächlichen Hintergründen und den realen Schwerpunkten der Schweizer Forschungseinrichtung Dimensionen an, dass sich CERN veranlasst sah, die drängendsten Fragen auf der eigenen Homepage zu beantworten und die literarischen Freiheiten Browns richtig zu stellen. Das ganze allerdings deutlich gelassener als etwa Opus Dei, dem in Browns Nachfolgeroman \"Sakrileg“ eine bedeutende Rolle zukommt.
Vereinfacht lässt sich CERN als das größte Teilchen-Physik-Labor der Welt bezeichnen. Hier gehen Physiker der Frage nach, woraus Materie besteht und durch welche Kräfte sie zusammengehalten wird. CERNs Aufgabe entspricht in etwa der des \"Q“ in den klassischen James Bond Filmen: Die Ausstattung der Wissenschafter mit dem notwendigen Werkzeug. Dabei handelt es sich in erster Linie um Teilchenbeschleuniger und Teilchendedektoren.

Large Hadron Collider
Gegen Ende des nächsten Jahres stellt CERN den internationalen Forschergruppen ein neues Spielzeug zur Verfügung: Den \"Large Hadron Collider“, kurz LHC genannt, den Nachfolger des Large Electron-Positron Collider, des großen Elektron-Positron-Beschleunigers. Der LHC wird die leistungsstärkste Maschine zur Protonenbeschleunigung sein, die jemals zur Erforschung von Elementarteilchen gebaut wurde. In 100 Meter Tiefe befindet sich ein 27 Kilometer langer Tunnelring, in dem die Teilchen beschleunigt werden und zur Kollision gebracht werden. Das geschieht 800 Millionen mal pro Sekunde. Das Verständnis der Vorgänge bei diesen Kollisionen ist der Schlüssel zum Erfolg des LHC.
Wer sich nun die Frage stellt, warum man ein derartiges Ungetüm braucht, bekommt von CERN eine eindeutige Antwort: \"Weil unser gegenwärtiges Verständnis des Universums unvollständig ist!“ Der LHC soll die Wissenschafter tiefer in die Struktur der Materie vordringen lassen als je zuvor. Der LHC soll der nächste Schritt auf einer Entdeckungsreise sein, die vor einem Jahrhundert begann. Damals hatten Wissenschafter gerade Röntgen-, Kathoden-, Alpha- und Betastrahlen entdeckt. Die dadurch aufgeworfenen Fragen sind mittlerweile beantwortet. Sie führten zu einem besseren Verständnis des Universums und sind aus unserem täglichen Leben in Form von Fernseher, Transistoren und Computer nicht mehr wegzudenken. Jetzt, am Beginn des 21. Jahrhunderts ist die Wissenschaft mit neuen Fragen konfrontiert. Fragen, auf die der LHC Antworten liefern soll.

Antimaterie und SUSY
Eine der zentralen Fragen in der Physik ist, warum Elementarteilchen Masse haben, und warum ihre Massen so verschieden sind. Eine mögliche Erklärung ist der Higgs-Mechanismus, der besagt, dass der gesamte Raum von einem so genannten \"Higgs-Feld“ durchdrungen ist und durch Wechselwirkung mit diesem Feld erhalten Teilchen ihre Masse. Mindestens ein Teilchen, das so genannte Higgs-Boson, ist laut dieser Theorie mit dem Feld verbunden. Sollte dieses Teilchen existieren, wird man es am LHC nachweisen können.
Der LHC soll auch Licht ins Dunkel von SUSY, der Supersymmetrie-Theorie, bringen. Diese Theorie geht davon aus, dass für jedes bekannte Teilchen ein \"sypersymmetrischer Partner“ existiert. Wenn diese Theorie stimmt, sollten die die supersymmetrischen Teilchen am LHC gefunden werden können.
Ein weiteres Rätsel, das auf Lösung wartet, ist das der Antimaterie. Während man lange Zeit davon ausging, dass die Antimaterie ein perfektes Spiegelbild der Materie darstellt, weiß man heute, dass dieses Spiegelbild nicht perfekt ist. Der LHC wird als übergroßer \"Spiegel“ fungieren und sollte neue Aufschlüsse über die Natur der Antimaterie liefern.
Bei CERN hat man also durchaus konkrete Vorstellung davon, was man Hilfe des LHC finden soll, man weiß aber auch, dass die Fortschritte oft unerwartet kommen und die Natur immer wieder für überraschungen gut ist. Eines scheint aber gewiss: Der LHC wird unsere Weltbild verändern.