Michael KrauseWo Menschen und Teilchenaufeinanderstoen

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Gantefr, G.Alles NANO oder was?Nanotechnologie fr Neugierige2013ISBN: 978-3-527-32961-8

Schwedt, G.Plastisch, elastisch, fantastischOhne Kunststoffe geht es nicht2013ISBN: 978-3-527-33362-2

Synwoldt, C.UmdenkenClevere Lsungen fr die Energiezukunft2013ISBN: 978-3-527-33392-9

Bddeker, K. W.Denkbar, machbar, wnschenswert?Wie Technik und Kultur die Welt verndern2013ISBN: 978-3-527-33471-1

Kricheldorf, H.R.Menschen und ihre MaterialienVon der Steinzeit bis heute2012ISBN: 978-3-527-33082-9

Heuer, A.Der perfekte TippStatistik des Fuballspiels2012ISBN: 978-3-527-33103-1

Lutzke, D.Surfen in die digitale Zukunft2012ISBN: 978-3-527-32931-1

Bhrke, T., Wengenmayr, R. (Hrsg.)Erneuerbare EnergieKonzepte fr die Energiewende3. Auflage2012ISBN: 978-3-527-41108-5

Michael Krause

Wo Menschen und Teilchenaufeinanderstoen

Begegnungen am CERN

Autor

Michael KrauseKnesebeckstrae 9210623 Berlin

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Bibliografische Informationder Deutschen NationalbibliothekDie Deutsche Nationalbibliothek verzeichnetdiese Publikation in der Deutschen Natio-nalbibliografie; detaillierte bibliografischeDaten sind im Internet berhttp://dnb.d-nb.de abrufbar.

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Print ISBN 978-3-527-33398-1ePDF ISBN 978-3-527-67009-3ePub ISBN 978-3-527-67008-6Mobi ISBN 978-3-527-67007-9

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Gedruckt auf surefreiem Papier.

ber den Autor

Michael Krause, geboren 1956, studier-te Geschichte. Er arbeitet heute als Au-tor, Regisseur und Schauspieler. In sei-nen Bchern ber Naturwissenschaftund Technik interessiert er sich vor al-lem fr die Menschen, die hinter bahn-brechenden Entdeckungen, spektakul-ren Misserfolgen oder auch kleinen,aber wichtigen Fortschritten stehen unddie, von der ffentlichkeit weitgehendunbemerkt, mit ihren Forschungen zueinem besseren Verstndnis dessen bei-

tragen, was die Welt im Innersten zusammenhlt. Von Michael Krau-se ist bei Wiley auf Deutsch auerdem erschienen: Wie Nikola Tesladas 20. Jahrhundert erfand.

V

Inhaltsverzeichnis

ber den Autor V

CERN In den Kathedralen der Technologie IX

Danksagung XV

Liste der CERN-Generaldirektoren (CERN Director-General) XVII

1 Geschichte des CERN 1

2 Der Praktiker: Rolf-Dieter Heuer 65

3 Der Beginn der modernen Physik 81

4 Der Experimentalist: Tejinder Virdee 85

5 Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr 99

6 Der Erbauer des LHC: Lyn Evans 105

7 Physik, Musik, Kunst: Tara Shears 115

8 Der Theoretiker: John Ellis 129

9 Oersted, Ampre, Faraday, Maxwell 145

10 Der Kommunikator: Rolf Landua 151

11 Albert Einstein 163

12 Der japanische Weg: Masaki Hori 167

13 Der Nobelpreistrger: Carlo Rubbia 183

14 Der amerikanische Freund: Sebastian White 189

VII

15 Die freundlichen Konkurrenten: Sebastian White und Albert DeRoeck 205

16 Rock n Roll, Bier, Billard und Musik: Jonathan Butterworth 209

17 Das Higgs und wie weiter? 229

Literaturnachweis 233

Glossar 235

Stichwortverzeichnis 245

VIII Inhaltsverzeichnis

CERN In den Kathedralen der Technologie

Auf der Suche nach dem, was die Welt im Innerstenzusammenhlt

Die moderne Welt erfllt die Zeit der Menschen mit immer mehrEreignissen, Aufgaben und Informationen. Alles ist schnelllebiger ge-worden und es gibt kaum noch Freirume zum Innehalten und Nach-denken. Doch gerade die kontemplative Reflexion, die eigene Suchenach den Antworten auf die wichtigsten Fragen des Lebens ist eineder Grundlagen des menschlichen Daseins. Der Mensch sucht undforscht, er findet und erfindet Neugier ist ein groer Teil seines We-sens. Diese ewige Suche des Menschen nach dem Grund des Daseins,dem Beginn der Welt und dem Ursprung aller Materie ist Thema die-ses Buches, das sich den Menschen am CERN widmet. Wie, was undwarum sucht der Mensch und was bringt manche Menschen dazu,ihr gesamtes Leben nach der faustischen Frage auszurichten: Was istes, das die Welt im Innersten zusammenhlt?

CERN ist eines der grten wissenschaftlichen Forschungszentrender Welt. Der strkste jemals gebaute Teilchenbeschleuniger, der Lar-ge Hadron Collider (LHC) ist hier seit Ende 2008 in Betrieb. In ei-nem Tunnel in 100 Metern Tiefe unter der Erdoberflche, die Staats-grenze zwischen Schweiz und Frankreich durchquerend, werden mitdieser riesigen Maschine Zustnde erzeugt, wie sie kurz nach demBig Bang, dem Beginn des Universums geherrscht haben. Die Expe-rimente am CERN ATLAS, CMS, ALICE, LHCb und mehrere Dut-zend weitere sind darauf ausgerichtet, unser momentan gltigesModell des Universums in Frage zu stellen, zu vervollstndigen undmglicherweise zu erweitern. Das allgemein gebruchliche und an-erkannte sogenannte Standardmodell der Physik hat nmlich funda-mentale Lcken. In diesem physikalischen Gesamtbild unserer Weltsind unter anderem zwei Fragen bisher ungeklrt:

IX

Welcher Mechanismus und welches Teilchen verleiht den bislangbekannten kleinsten Bausteinen der Welt, den Elementarteilchen,ihre Masse?

Welcher Mechanismus und/oder welches Teilchen ist fr dieSchwerkraft verantwortlich?

Im Standardmodell gibt es auf diese beiden Fragen auch schon Ant-worten, zumindest teilweise. bertrger der Masse eines Teilchens istdemnach das unter anderen vom schottischen Physiker Peter Higgstheoretisch vorhergesagte Higgs-Boson. Fr die Schwerkraft wieder-um sucht man nach einem noch nicht nachgewiesenen Graviton.Bei der Suche nach dem Higgs-Boson ist man sich am CERN inzwi-schen relativ sicher, dass es wirklich existiert. Die Schwerkraft und dasdamit verbundene Graviton ist bis jetzt nur innerhalb eines weitge-hend ungesicherten Anbaus an das Standardmodell skizziert, aberkeineswegs theoretisch und schon gar nicht praktisch nachgewiesen.

Neben diesen beiden fundamentalen Eigenschaften (Masse,Schwerkraft) des uns umgebenden Kosmos fehlen in der gngigenwissenschaftlichen Erklrung die mit Abstand grten Anteile desMassen- und Energiegehalts des Universums: Dunkle Materie undDunkle Energie. Die Dunkle Materie ist dafr verantwortlich, dassrotierende Systeme wie zum Beispiel Galaxien nicht auseinander-fliegen. Sie ist so etwas wie ein zher Brei, der diese Systeme zuumgeben scheint. Dunkle Energie wiederum soll dafr verantwort-lich sein, dass sich unser Universum seit einigen Milliarden Jahrenimmer schneller ausdehnt. Was diese allergrten Anteile des Uni-versums, immerhin 96 Prozent, ausmacht, ist nach dem jetzigenStand der Physik noch vllig unbekannt. Was die Welt also auerselbstverstndlich der fr die Menschen so wichtigen Liebe imInnersten zusammenhlt bzw. auseinandertreibt, ist weiterhin undimmer noch grtenteils Terra incognita. Der LHC, der grte undenergiereichste Teilchenbeschleuniger der Welt, wurde erbaut, umdieses bis heute unbekannte Terrain zu erkunden. Mit der hohenArbeitsenergie des LHC, dieser riesigen, komplexen physikalischenArbeitsmaschine, wird man die Tren zu diesem Neuland aufstoenund Licht in das dahinterliegende neue physikalische Gebiet bringenknnen.

X CERN In den Kathedralen der Technologie

Allerneueste Technologien, wissenschaftliche Monster-Maschinenund die abenteuerliche Reise jenseits der uns bekannten physikali-schen Welt sind die spannenden Ingredienzien doch der Mensch,Triebfeder, Initiator und staunender Beobachter steht im Mittelpunktdieses Buches. Nicht die Technologie ist wichtig, sondern derjenige,der sie beherrscht. Nicht alles ist wichtig, sondern das, was man ver-steht. Unter diesen beiden Maximen entstand dieses Buch, das haupt-schlich anhand von Interviews mit den am CERN arbeitenden Men-schen ein Bild des CERN-Kosmos liefern soll das Bild des moder-nen Wissenschaftlers in der bahnbrechend innovativen Epoche desbeginnenden 21. Jahrhunderts. Diese Epoche scheint hnliche Be-dingungen wie zu Beginn des vorigen Jahrhunderts zu erfllen, alsdie Welt um 1900 gesellschaftliche, politische und wissenschaftlicheQuantensprnge erlebte: Atomphysik, politische Krisen und gewal-tige gesellschaftliche Umbrche und die unendliche Neugier desMenschen an der Schwelle eines neuen Zeitalters zu immer weiter-gehenden Entdeckungen anspornte.

Die Protagonisten dieses Buchs sind am CERN arbeitende Wissen-schaftler. Sie leiten Projekte und Experimente, erforschen bisher Un-bekanntes, verfolgen neue Theorien und scheinen doch alle Teil einesGanzen zu sein, das sich zielgerichtet und dabei dennoch unspezi-fisch mehreren spannenden