Teilchenphysik ist heute eine Disziplin, die eng mit der Kosmologie verbunden ist. Der Spruch “Wir sind aus Sternenstaub gemacht” kommt nicht von ungefähr. TeilchenphysikerInnen forschen nach der Entstehung des Weltalls und wie Materie aufgebaut ist. In der Sendereihe “FROzine Goes Science” begeben wir uns auf die Reise durch Raum und Zeit und suchen nach Antworten auf diese fundamentalen Fragen. PhysikerInnen des Cern antworten.

Was die Welt im Innersten zusammenhält

Bereits Demokrit postulierte: “Nur scheinbar hat ein Ding eine Farbe, nur scheinbar ist es süß oder bitter; in Wirklichkeit gibt es nur Atome und leeren Raum.” Darüber, was die Welt im Innersten zusammenhält, zweifelte auch Goethes Faust. Abgesehen von den Kreationisten, die Gott als Schöpfer alles in die Schuhe schieben, ist es heute ein gesichertes Faktum, dass mit dem Urknall alle Materie entstand. Der Aufbau der Materie folgt dabei dem sogenannten Standardmodell, welches die Grundkräfte vereint. Die Grundkräfte der Physik sind jene Kräfte, die allen physikalischen Phänomenen der Natur zugrunde liegen. Die Physik kennt vier Grundkräfte: die starke Wechelwirkung, die elektromagnetische Wechselwirkung, die schwache Wechselwirkung und – die Gravitation, die noch voller Geheimnisse steckt. Das Standardmodell ist darüber hinaus die physikalische Theorie, welche die bekannten Elementarteilchen und Wechselwirkungen zwischen diesen beschreibt. Elementarteilchen sind Quarks, Leptonen, die Eichbosonen als Austauschteilchen und das Higgs-Boson, das zwar für die Massezuordnung der Materie zuständig sein soll, aber bislang gibt es nur indirekte Indizien dafür.

Die Technologie des LHC

Das CERN, die Europäischen Organisation für Kernforschung, befindet nahe an Genf. Mit den Teilchenbeschleunigern des CERN wird die Zusammensetzung der Materie erforscht, indem Teilchen fast auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und zur Kollision gebracht werden. Mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Teilchendetektoren (ATLAS, CMS, ALICE, LHCb, TOTEM und LHCf) werden die Flugbahnen der in den Kollisionen entstehenden Teilchen rekonstruiert. Daraus lassen sich die Eigenschaften der kollidierten und neu entstandenen Teilchen bestimmen. Zwei Teilchenpakete werden in einem 27km langen unterirdischen Tunnel in ungleicher Richtung beschleundigt und kollidiert. Die ersten Kollisionen am CERN gelangen am 30. März 2010.

Im Interview zu hören sind der Plasmaphysiker Werner Riegler und die Teilchenphysikerinen Claudia Wulz und Bettina Mikulec. Die Fragen stellte Harald Purrer.

Eine Sendung von Pamela Neuwirth