Über das Standardmodell hinaus spähen

Podiumsdiskussion an der 66. Tagung der Nobelpreisträger in Lindau

Ein Highlight der traditionsreichen Nobelpreisträger-Tagung in Lindau (D), die am 1. Juli zu Ende ging, war aus Sicht der Teilchenphysik eine prominent besetzte Paneldiskussion. Sie versuchte einen Blick über das Standardmodell der Teilchenphysik hinaus zu werfen.

Felicitas Pauss (ETH Zürich) hat die Paneldiskussion an der Tagung der Nobelpreisträger in Lindau moderiert.
Bild: Lindau Nobel Laureate Meetings/Screenshot

Die Podiumsdiskussion an der 66. Tagung der Nobelpreisträger in Lindau stand unter dem Titel „Über das Standardmodell hinaus spähen“ („Glimpses Beyond the Standard Model“). Die Moderatorin des Panels, die ETH-Teilchenphysikerin Felicitas Pauss, erinnerte auf dem Podium an die Lindau-Tagung aus dem Jahr 2012. Damals wurden die am Bodensee versammelten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von der Nachricht überrascht, dass am CERN der experimentelle Nachweis des Higgs-Bosons gelungen war. Eine solche Neuigkeit hätte man auch in diesem Jahr in Lindau gern zur Kenntnis genommen. Immerhin kursieren seit einigen Monaten Gerüchte über die bevorstehende Entdeckung eines neuen Teilchens mit der Masse von 750 Gigaelektronenvolt (GeV). Doch ob die am CERN-Teilchenbeschleuniger LHC gewonnenen Daten eine solche Entdeckung bestätigen, ist zur Zeit noch immer offen.

Schweigen der CERN-Physiker

Da nützte es auch nichts, dass dem Lindauer Podium über Video CERN-Direktorin Fabiola Gianotti zugeschaltet war. „Das ist die Frage, die momentan alle stellen“, sagte die CERN-Direktorin, die im Jahr 2012 als Sprecherin des ATLAS-Experiments tätig war und die Higgs-Entdeckung damals bekannt gab, „unsere Experimente haben noch keine offiziellen Resultate“. Carlo Rubbia, der 1983 an der Entdeckung von W- und Z-Boson beteiligt war und dafür ein Jahr später zusammen mit Simon van der Meer den Nobelpreis erhielt, bohrte bei Fabiola Gianotti nach, dies in der Hoffnung, ihr doch noch ein Geheimnis entlocken zu können: „Sind die Physiker am CERN gegenwärtig mit einem lachenden oder einem weinenden Gesicht unterwegs?“, fragte er Gianotti per Videoschaltung. Doch den CERN-Physikern war keine Antwort zu entlocken. Sie vertrösteten das Publikum auf die ICHEP-Konferenz im August – das Lindau-Meeting musste in diesem Jahr ohne Sensation aus dem CERN auskommen.

Auch wenn experimentelle Daten zur Zeit noch fehlen, die das Standardmodell der Teilchenphysik in Frage stellen, war in Lindau für Diskussionsstoff gleichwohl gesorgt. Denn das Standardmodell, soviel ist seit langem klar, ruft nach einer Ergänzung, da es in der heutigen Ausprägung die physikalische Welt zwar gut, aber nicht vollständig erklärt. Ein wichtiger theoretischer Ansatz, der über das aktuelle Standardmodell hinausführt, ist die Supersymmetrie. Dieser Ansatz wird von der Grundidee geleitet, dass es zu jedem Elementarteilchen ein supersymmetrisches Partnerteilchen gibt. David Gross, theoretischer Physiker und Nobelpreisträger (2004), hat grosse Hoffnungen, dass der LHC in den nächsten Jahren Hinweise für die Supersymmetrie hervorbringt, wie er in Lindau deutlich machte: „Hoffentlich, sonst verliere ich etliche Wetten.“

Neue, noch grössere Teilchenbeschleuniger

Ein Weg, die Grenzen des Standardmodells zu sprengen, dürfte im Bereich der Hochenergiephysik darin bestehen, Protonen und andere Teilchen künftig bei noch höheren Energien kollidieren zu lassen als dies heute beim LHC mit Energien von 13 TeV der Fall ist. „Ich bin ein grosser Fan von Collidern“, sagte David Gross. Vor seinem inneren Auge sieht Gross bereits Teilchenbeschleuniger, die bei Energien von 100 TeV arbeiten. Solche Maschinen müssten „am CERN oder anderswo“ gebaut werden, um unser Verständnis von den elementaren Bausteinen der Materie weiter zu verbessern, forderte er.

In dieselbe Kerbe hob der US-amerikanische Physiker Steven Chu, obwohl er nicht Teilchenphysiker ist, sondern seinen Arbeitsschwerpunkt bei der Beeinflussung von Atomen durch Laser hat (Physiknobelpreis im Jahr 1997). Chu, der von 2009 bis 2013 Energieminister in der Administration von Präsident Obama war, sagte, heute stünden physikalische Fragen etwa rund um Dunkle Energie und Dunkle Materie so klar vor Augen wie kaum einer Physikergeneration zuvor. „Vor diesem Hintergrund wäre es tragisch, wenn sich die Gesellschaft die Geräte, um diese Fragen zu lösen, nicht leisten könnte.“

Faszination der Neutrinos

Doch nicht nur von den grossen Teilchenbeschleunigern erhoffen sich Physiker neue experimentelle Erkenntnisse, die über das Standardmodell hinausführen. Eine wichtige Erkenntnisquelle sind auch zahlreiche Experimente rund um die schwer zu messenden Neutrinos, wie Takaaki Kajita auf dem Podium in Lindau deutlich machte. Kajita durfte im vergangenen Jahr zusammen mit dem kanadischen Astrophysiker Arthur McDonald den Nobelpreis für die Entdeckung der Neutrino-Oszillation entgegennehmen. Darunter versteht man das Phänomen, dass Neutrinos, die bekanntlich in drei verschiedenen Arten vorkommen (Elektron-Neutrino, Myon-Neutrino, Tau-Neutrino), sich während ihrer Reise durch den Raum von einer Art in eine andere verwandeln können.

Autor: Benedikt Vogel

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