Reisen an die Grenzen der Physik


Bücher – Reisen an die Grenzen der Physik

Die Grenzen der Physik

Die Grenzen der Physik

Heidelberg (dpa/fwt) – Wer sich für die Geheimnisse des Alls und die Teilchenphysik interessiert, kennt ihre Namen: Keck I und II, das Very Large Telescope, den LHC (Large Hadron Collider). Doch nur wenige Menschen bekommen je die Gelegenheit, die Riesenteleskope, den Teilchenbeschleuniger oder andere besondere Forschungsstätten zu besuchen. Zum einen sind kaum Gäste zugelassen, zum anderen befinden sich viele der Projekte an extremen Orten: in der Wüste oder im ewigen Eis, auf hohen Gipfeln oder im tiefsten See der Erde.

Anil Ananthaswamy hat diese Orte besucht. Mit seinen „Reisen an die Grenzen der Physik“ (Spektrum Akademischer Verlag) hat der Wissenschaftsautor eine Tour absolviert, die seinesgleichen sucht. „Ich war auf der Suche nach den fortschrittlichsten und innovativsten Experimenten, die die Physik aus ihrem theoretischen Morast herausbringen könnten“, schreibt er im Prolog. Ananthaswamy begibt sich auf höchst komplexe Forschungsfelder: Quantenphysik, Kosmologie – und die Suche nach der alles vereinenden „Weltformel“.

Kosmologen und Teilchenphysiker könnten mit ihren Theorien derzeit rund 96 Prozent des Universums nicht erklären, zitiert Ananthaswamy den Astrophysiker und Nobelpreisträger Saul Perlmutter. Auch etliche andere Wissenschaftsgrößen kommen in Interviews zu Wort – und manchmal auch ihre Frauen. Albert Einsteins Frau Elsa etwa soll auf die Erklärung, das Teleskop auf dem Mount Wilson in den USA diene dazu, Größe und Gestalt des Universums zu ermitteln, geantwortet haben: „Mein Mann macht das auf der Rückseite eines alten Briefumschlags“.

Jedem der zehn Kapitel ist ein Foto in grobkörnigen Grautönen der beschriebenen Forschungseinrichtung vorangestellt – meist vom Autor selbst beigesteuert. Ananthaswamy ist das scheinbar unmögliche geglückt: Grundlagenphysik als Basis für eine – auch für Laien – hochspannende Lektüre zu nutzen. Sein Buch ist großartig, weil es nicht nur Wissen vermittelt, sondern zum Beispiel auch, wie es ist, im sibirischen Winter auf knackendem Eis zu übernachten.

Versenkte Detektoren

Der Baikalsee habe mit seiner Stille etwas Überirdisches. „Mir wurde bewusst, dass ich auf einen See schaute, der mehr Wasser enthält als alle fünf Großen Seen Nordamerikas zusammengenommen, einen See mit einer Oberfläche, die größer ist als Belgien. 80 Prozent des russischen Süßwassers befinden sich hier.“ Im tiefsten Süßwassersee der Erde versuchen Wissenschaftler mit versenkten Detektoren, Neutrinos aus dem Zentrum unserer Galaxie aufzuspüren.

Sie reagieren in einigen wenigen Fällen mit Wassermolekülen, der entstehende Lichtblitz lässt sich aufzeichnen, erläutert Ananthaswamy. Als „Filter“ für unerwünschte Teilchen dient dabei der gesamte Erddurchmesser: Das Teleskop in der Tiefe des Sees registriert nur von unten, also von der anderen Erdseite kommende Teilchen. Noch wurde kein Neutrino registriert – und mittlerweile gibt es Konkurrenz, ebenfalls an eisiger Stelle: Der wohl für viele Jahre allergrößte Neutrinodetektor der Welt ist in der Antarktis entstanden.

Techniker bohrten dafür gut 80 bis zu zweieinhalb Kilometer tiefe Löcher in das klare Eis, beschreibt Ananthaswamy, der dort auch interessante Gespräche belauschte: „Kräftige, bärtige Männer saßen in der IceCube-Lounge und sprachen von Mord. Wie leicht wäre es, sich am Südpol einer Leiche zu entledigen?“ Statt lebloser Körper wurden in die Löcher nahe der Amundsen-Scott-Südpolstation aber Lichtdetektoren versenkt – ähnlich denen im Baikalsee und für ähnliche Aufgaben. „Mit IceCube hofft man, extrem energiereiche kosmische Neutrinos nachweisen zu können, die aus Quellen wie den aktiven galaktischen Zentren stammen, in denen riesige Schwarze Löcher Jets aus Teilchen herausschleudern.“

Auch an anderer Stelle wird ein Blick in die Zukunft geworfen: auf das Square Kilometre Array (SKA), das in einer südafrikanischen Ödnis namens Karoo (Land des Durstes) entstehen könnte. Es gebe aber noch einen Konkurrenten für den Bau des gewaltigen Radioteleskops: Australien. Das SKA werde „nicht einfach nur ein Universum untersuchen, das für optische Teleskope unsichtbar ist, sondern dank seiner Effizienz und Genauigkeit rund eine Milliarde Galaxien beobachten, beginnend mit unserer unmittelbaren kosmischen Umgebung bis weit zurück in eine Zeit, als das All gerade einmal vier Milliarden Jahre alt war“.

Wenn Ananthaswamy mit Gespür fürs Detail die Extrem-Experimente beschreibt, wird deutlich, wie wahnwitzig, fast absurd manche der entwickelten Konstruktionen sind, wie perfekt, in langen Jahren durchdacht – und teuer. Über einen der Rohlinge der vier riesigen, 23 Tonnen schweren Spiegel des Very Large Telescopes auf dem Cerro Paranal in der Atacama-Wüste Chiles etwa schreibt er: „Dort (in Frankreich) wurde er zwei Jahre lang unablässig poliert, bis die 50 Quadratmeter große Fläche bis auf 0,00005 Millimeter die gewünschte Krümmung hatte“. Und fügt den Vergleich an: „Man stelle sich vor, eine Stadt wie Paris würde abgeschmirgelt, bis nur noch maximal einen Millimeter hohe Beulen übrigbleiben; das entspricht der Poliergenauigkeit.“

Extreme Wissenschaft an extremen Orten. Doch so irrwitzig die beschriebenen Apparaturen sind, zu etwas ganz Besonderem wird das Buch dank der Menschen, mit denen Ananthaswamy zusammentraf. Mit ihrer Leidenschaft, ihrem Forschergeist, ihrem Beharren auf Ansichten, die bei Kollegen zunächst Spott oder Ablehnung hervorriefen. So mancher mag glauben, Forscher säßen heute meist im Büro und tüftelten in aller Gemütlichkeit an leicht handhabbaren Geräten. In vielen Fällen mag das auch stimmen, aber Ananthaswamy zeigt auf wundervolle Weise: Wissenschaft kann ein echtes Abenteuer sein, immer noch. Und oft genug auch ein gefährliches.

Anil Ananthaswamy, der in Indien und den USA lebt, schreibt als Wissenschaftsautor für Magazine und Zeitungen, er ist zudem wissenschaftlicher Berater des britischen Magazins „New Scientist“.

Annett Klimpel

Anil Ananthaswamy
Reisen an die Grenzen der Physik –
Wie Kosmologen und Teilchenphysiker an extremen Orten die Geheimnisse des Universums entschlüsseln
Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 410 Seiten, 29,95 Euro
ISBN 978-3-8274-2870-7

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Ein Kommentar

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Eine Antwort zu “Reisen an die Grenzen der Physik

  1. Hallo, hört sich wirklich mal sehr sehr interessant an ! Werde mal schauen ob unsere lokale Bücherei es auf Lager hat. Viele Grüße, Werner

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