Das Wissen, das am Cern geschaffen wird, "gehört der Menschheit, nicht nur Physikern", sagt Teilchenphysikerin Gianotti. "Zu kommunizieren, was wir tun, ist fundamental."
STANDARD: Der Beschleuniger Large Hadron Collider (LHC) am Europäischen Kernforschungszentrum Cern ist vor zwei Monaten wieder gestartet. Wie läuft der Betrieb bei bislang höchster Energie bisher?
Gianotti: Der LHC läuft nun bei 13 Terraelektronenvolt (TeV). Davor ist er bei acht TeV gelaufen, die Energie ist also nun um einen Faktor 1,7 höher. Die ersten Daten zeigen, dass der Beschleuniger sehr gut funktioniert – mit großer Effizienz und guter Performance. Die Experimente haben bereits einige Daten aufgenommen: Wir konnten Elementarteilchen beobachten, die wir bereits kennen – etwa das W-Boson oder das Top-Quark. Um nach einer neuen Physik oder neuen Teilchen zu suchen, brauchen wir natürlich viel mehr Daten – und viel Geduld.
STANDARD: Das Higgs-Teilchen wurde 2012 am Cern entdeckt – beim neuen Durchlauf wurde es noch nicht detektiert. Wann hoffen Sie, es erneut finden zu können?
Gionotti: Um das Higgs-Teilchen zu finden, brauchen wir viel mehr Daten. Ich denke, dass es bis zum Jahresende dauern könnte, bis wir es erneut detektieren können.
STANDARD: Die ersten Kollisionen mit höherer Energie scheinen bereits eine neue Entdeckung gebracht zu haben: sogenannte Pentaquarks. Was ist ihre Bedeutung?
Gianotti: Das ist ein sehr schönes Resultat, weil es einen neuen gebundenen Zustand von Quarks zeigt. Bisher sind wir davon ausgegangen, dass sich zwei oder drei Quarks in einem gebundenen Zustand befinden, nun sehen wir, dass es auch fünf sein können.
STANDARD: Eine große Frage derzeit ist, ob es eine Physik jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik gibt. Es gibt dazu viele Theorien – wie stellen Sie sich die Physik jenseits des Standardmodells vor?
Gianotti: Als Physikerin und als Forscherin muss ich sagen, dass es am schönsten wäre, wenn wir eine Überraschung entdecken, etwas vollkommen Neues. Es gibt viele Theorien für eine Physik jenseits des Standardmodells. Eine davon ist Supersymmetrie, die ich sehr gerne mag, weil es eine elegante Theorie ist, die zudem relativ einfach ist. Gleichzeit erlaubt sie, einige der offenen Fragen zu behandeln wie Dunkle Materie, die Vereinheitlichung der Kräfte oder warum das Higgs-Teilchen so leicht ist. Aber ich habe hier keine Vorurteile, und eine Überraschung wäre mir am liebsten.
STANDARD: Denken Sie, dass durch den Neustart am LHC klare experimentelle Indizien zu Dunkler Materie gefunden werden können?
Gianotti: Es kann gut sein, dass wir ein Teilchen finden, das Dunkle Materie bildet – wenn sie aus massiven Teilchen besteht. Aber sie könnte auch aus anderen Teilchen gebildet sein, etwa ultraleichten Teilchen wie Axionen. Es gibt also keine Gewissheit, dass wir Teilchen, die Dunkle Materie bilden, finden werden, aber wir hoffen es.
STANDARD: Eine Frage, die nach dem ersten LHC-Durchlauf unbeantwortet blieb, ist, ob es ein oder mehrere Higgs-Teilchen gibt. Das Higgs-Teilchen gibt den anderen Elementarteilchen Masse – was würde es bedeuten, wenn mehrere solcher Teilchen gefunden würden?
Gianotti: Wenn wir mehr als ein Higgs-Teilchen entdecken, heißt das, dass es mehr als das Standardmodell der Teilchenphysik gibt. Aber auch wenn wir kein weiteres Higgs-Teilchen oder andere Teilchen finden, heißt das noch nicht, dass nicht mehr als das Standardmodell existiert. Es könnte sein, dass es Teilchen gibt, die massiver sind, als wir mit dem LHC derzeit erreichen können.
STANDARD: Wenn der neue Durchlauf keine Hinweise auf eine neue Physik bringt – wie wird dann entschieden, welche neuen Beschleuniger gebaut werden sollten?
Gianotti: Auch wenn der zweite Durchlauf keine Entdeckun- gen bringt, sollten wir daraus nicht schließen, dass das komplette LHC-Programm, das bis 2025 laufen soll, mit Upgrades keine Entdeckungen bringen wird. In der Wissenschaft muss man sehr geduldig sein. Wir müssen aber schon jetzt über die Zukunft nachdenken und uns vorbereiten. Wir machen etwa Design-Studies, um herauszufinden, was das beste Projekt für die Zukunft ist.
STANDARD: Ab Jänner 2016 werden Sie die neue Cern-Generaldirektorin sein. Wie bereiten Sie sich auf diese Aufgabe vor?
Gianotti: Es ist eine sehr prestigeträchtige Position, und ich fühle mich dadurch sehr geehrt. Es ist ein Job mit viel Verantwortung und einer, von dem ich denke, dass man erst begreift, was er bedeutet, wenn man damit beginnt, ihn auszuüben. Aber natürlich bereite ich mich insofern vor, indem ich beobachte, welche Aufgaben der Generaldirektor zu übernehmen hat – nicht nur wissenschaftlich, sondern auch administrativ.
STANDARD: Wie wollen Sie erreichen, dass das Cern auch zukünftig die wichtigste Forschungsstätte für Teilchenphysik bleibt?
Gianotti: Es ist sehr wichtig, dass die Cern-Aktivitäten wissenschaftsgetrieben sind. Doch Wissenschaft bedeutet auch Technologie. Um unsere wissenschaftlichen Ziele zu erreichen, müssen wir Schnittstellentechnologien entwickeln, zum Beispiel supraleitende Magnete für Beschleuniger. Diese Technologien dienen nicht nur unserer Wissenschaft, sondern finden auch in anderen Bereichen Anwendung. Außerdem ist es sehr wichtig für Cern, dass es ein konkretes Beispiel für Frieden ist. Mehr als 11.000 Menschen aus ganz verschiedenen Ländern, auch Ländern, die teils gegeneinander Krieg führen, arbeiten bei uns friedlich in enger Kooperation zusammen – das ist sehr wichtig.
STANDARD: Bei dieser European Physical Society Conference on High Energy Physics gab es erstmals ein Outreach-Programm, an dem Sie sich ebenfalls beteiligt haben. Warum ist es wichtig, dass Physiker einem breiteren Publikum vermitteln, was sie tun?
Gianotti: Zu kommunizieren, was wir tun, ist fundamental. Denn unser Ziel als Wissenschafter ist es, einen Fortschritt in fundamentalem Wissen zu erlangen. Dieses Wissen gehört der Menschheit und nicht nur uns Physikern. Die Entdeckung des Higgs-Teilchens wurde am Cern gemacht, aber es gehört der Menschheit. Das ist wie ein Gemälde oder eine Symphonie – niemand malt oder komponiert für sich selbst, sondern um es mit anderen Menschen zu teilen.
STANDARD: Beim ersten Run des LHC war die Entdeckung des Higgs-Teilchens das große Ziel. Was ist Ihr Ziel für die kommende Laufzeit?
Gianotti: Schon beim ersten Durchlauf war es das Ziel, einige der fundamentalen Fragen anzugehen. Das Higgs-Boson löst eine dieser Fragen: den Ursprung der Masse der Elementarteilchen. Was noch unbeantwortet blieb, ist die Zusammensetzung der Dunklen Materie oder auch, warum es so viel Masse im Universum gibt und so wenig Antimaterie. All diese Fragen wollen wir in den kommenden Jahren weiterbehandeln. Wenn wir Glück haben und die Natur sich dazu entschließt, sollten wir in der Lage sein, einige Antworten darauf zu finden. (Tanja Traxler, 29.7.2015)