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Der weiße Hai der Physik

VON ULRICH SCHNABEL

2011 wurden die Fundamente der Wissenschaft mehrmals - fast! - revolutioniert. Aber was ist aus all den angekündigten Umstürzen geworden?

Der weisse Hai der Physik© Uffe Zeuthen - iStockphoto.comIm Forschungsfeld Physik gab es 2011 jede Menge Schlagzeilen
Kaum jemand brachte die Kunst der Spannungserzeugung schöner auf den Punkt als Dustin Hoffman in der Rolle des abgebrühten Filmproduzenten in der Satire Wag the Dog. »Sie müssen sie heiß machen, Schätzchen«, erklärt er darin seiner naiven Gesprächspartnerin (und dem Publikum). »Man bringt den weißen Hai nicht schon am Anfang des Films.« Erst am Ende dürfe man das Monstrum zeigen, vorher müsse man die Zuschauer häppchenweise anfüttern. »Das ist der Deal, Schätzchen. Dafür bezahlen Sie Ihr Geld an der Kinokasse.«

Es scheint, als ob die Physiker sich diese Lektion gut gemerkt hätten. Im vergangenen Jahr wurde das Publikum jedenfalls prächtig angefüttert, gleich mehrmals stellte die Wissenschaft nichts weniger als eine Revolution des herrschenden Weltbilds in Aussicht. Mal postulierten Physiker eine bisher unbekannte »fünfte« Naturkraft, mal eine Widerlegung von Einsteins Relativitätstheorie, dann machte die »Zwillingserde« im Weltall Schlagzeilen und schließlich noch das Higgs-Teilchen, der lange gesuchte, letzte Materiebaustein - im Rückblick scheinen 2011 die physikalischen Sensationen geradezu in Serie produziert worden zu sein. Den Schlagzeilen zufolge waren die Forscher jeweils nah an einem Jahrhundertfund; sie sahen sozusagen schon die Spur der Rückenflosse des weißen Hais im Wasser. Oder war es doch nur ein Stück Treibholz? Zeit, einmal Bilanz zu ziehen und sich am Jahresende zu fragen, was aus all den angekündigten Umstürzen in der Naturwissenschaft wurde.

Schon im April schien sich eine physikalische Revolution anzukündigen. Forscher des Fermilab nahe Chicago berichteten, sie hätten in ihrem Teilchenbeschleuniger Hinweise auf eine neue, bisher unbekannte Grundkraft der Natur gefunden. »Entweder ist unsere Vorstellung von dem, was da bei den Kollisionen passiert, falsch, oder wir haben etwas völlig Neues entdeckt«, tönte der Physiker Giovanni Punzi. Dieses »völlig Neue« könne entweder ein unbekanntes Elementarteilchen sein oder »eine neue Kraft jenseits der bislang bekannten«. In der Tat: Eine neue, fünfte Naturkraft neben den vier vertrauten - Gravitation, Elektromagnetik, starke und schwache Kernkraft -, das wäre eine nobelpreiswürdige Entdeckung. Die Physik schien in ihren Grundfesten zu wanken. Doch bald wurde der revolutionäre Elan im Keim erstickt. Eine zweite, unabhängige Forschergruppe am Fermilab wiederholte das Experiment - und fand keinerlei Hinweis auf irgendeine neue Physik. Damit fiel der Aufstand in sich zusammen, ehe er noch richtig begonnen hatte. Wahrscheinlich habe es sich nur um statistische Fluktuationen von Untergrundprozessen gehandelt, gestanden die Forscher im Juni kleinlaut. Und weil dies allen Beteiligten - inklusive der vorher groß berichtenden Journalisten - enorm peinlich war, nahm vom unrühmlichen Ende der fünften Kraft auch kaum jemand Notiz.

Dafür sorgte bald schon die nächste Wissenschaftssensation für Schlagzeilen: Schneller, als Einstein erlaubt! Wankt die Relativitätstheorie? Schuld waren diesmal keine unbekannten, sondern bekannte Elementarteilchen, die sogenannten Neutrinos. Sie waren vom Kernforschungszentrum Cern in Genf aus 730 Kilometer quer durch die Alpen nach Italien geflogen und dort in einem unterirdischen Labor, tief unter dem Gran-Sasso-Massiv, aufgefangen worden. Ergebnis der Geschwindigkeitskontrolle laut den Opera-Experimentatoren: 299.798.454 Meter pro Sekunde, also 0,002 Prozent schneller als Lichtgeschwindigkeit! Prompt lief die Erregungsmaschine wieder heiß. Allerorten wurde über die Widerlegung Einsteins spekuliert. Schließlich hatte der doch in seiner Relativitätstheorie behauptet, nichts bewege sich schneller als Licht. Und nun das! Überlichtschnelle Neutrinos! Mit wohligem Schauer spürte man schon die Bugwelle des weißen Hais. Würde bald das Monstrum aus den Tiefen des Unbekannten auftauchen und das gewohnte Weltbild in Stücke reißen?

Es fehlte nur noch eine Bestätigung des Neutrinoexperiments von unabhängiger Seite - wie sie eben die fantasielosen Kriterien der Wissenschaft fordern. Leider lässt dieser Beleg seither auf sich warten. Zwar legte das Opera-Team im November neue Ergebnisse vor, die das Resultat bestätigten. Doch andere Forscher beobachteten nichts Derartiges. Im Gegenteil, in vielen anderen Studien halten sich die Neutrinos artig an Einsteins Tempolimit. Nur im Gran-Sasso-Massiv scheinen sie die Lichtgeschwindigkeit zu überschreiten. Schon weisen einige Kritiker zaghaft darauf hin, dass bei dieser Art von Präzisionsmessungen winzige Ungenauigkeiten - etwa eine Überschätzung des 730-Kilometer-Flugweges um 18 Meter - die vermeintliche Sensation in sich zusammenfallen ließen. Vorerst allerdings ist die Sache in der Schwebe.

Vielleicht kreuzt da unter der Oberfläche des Bekannten tatsächlich ein weißer Hai? Oder verbirgt er sich doch eher in den Weiten des Alls? Außerirdisches Leben wäre schließlich ein noch viel größerer Knüller als das merkwürdige Verhalten kurioser Elementarteilchen. Anfang Dezember schien es so weit. »Ein Zwilling unseres Planeten, bewohnbar wie die Erde: Das Nasa-Weltraumteleskop Kepler hat nun den Beweis erbracht, dass es ihn gibt«, vermeldete das Nachrichtenportal Spiegel Online aufgeregt. War also wirklich eine bewohnte Erde entdeckt? Man achte auf das Kleingedruckte: »Bewohnbar« beschreibt lediglich eine Möglichkeit, die nichts über ein tatsächliches Bewohntsein aussagt. Ob auf dem fernen Planeten »Kepler-22b« irgendetwas entfernt Lebensähnliches existiert, war aber gar nicht Gegenstand der Forschung gewesen. Eigentlich hatte das Kepler-Teleskop nur Hinweise auf einen Planeten gefunden, der seinen Stern in einer Entfernung umkreist, die theoretisch die Existenz von flüssigem Wasser an dessen Oberfläche zulassen würde. (Anders als bei den erdgroßen Planeten Kepler-20e und Kepler-20f, die Mitte Dezember entdeckt wurden; dort ist mit Sicherheit kein flüssiges Wasser vorhanden.)

Ist also Kepler-22b der beste Kandidat für Leben im All, ist dort das Lebenselixier Wasser vorhanden? Das weiß niemand. Aber mitunter reicht ja auch schon die Botschaft, dass theoretisch ein weißer Hai durchs Wasser pflügen könnte, um am Badestrand helle Aufregung auszulösen. In eine ähnliche Kategorie fällt der Beinahefund des Higgs-Teilchens kurz vor Weihnachten. Als das Cern in Genf eine Pressekonferenz zum Thema ankündigte, begann es sofort in den Blogs zu rumoren. Viele hofften auf die lang erwartete Erfolgsmeldung: Ist das Higgs-Boson, der letzte noch fehlende Baustein im sogenannten Standardmodell der Physik, endlich dingfest gemacht? Doch die am Ende präsentierten Daten waren lediglich - wie es ein Sprecher wortakrobatisch ausdrückte - »kompatibel mit der Hypothese, dass es ein Higgs sein könnte«. Mit 95-prozentiger Wahrscheinlichkeit sei das gesuchte Teilchen demnach in einem bestimmten Energiebereich zu finden, nämlich zwischen 115 und 130 Giga-Elektronenvolt (GeV), mit einem Peak bei 125 GeV.

Das ist etwa so, als ob eine Fischfangflotte mit leeren Netzen heimkehrte, aber großspurig bekannt gäbe, man habe immerhin Hinweise, die mit der Hypothese kompatibel seien, dass sich in der Nordsee ein großer Schwarm aufhalte. Das Gelächter darüber wäre groß; der Beinahefund des Higgs aber zierte die Seite 1 vieler Zeitungen. Immerhin ist dem Cern-Management damit ein echter Cliffhanger gelungen. Schließlich wird der große Teilchenbeschleuniger LHC am Cern jetzt erst einmal für ein paar Monate abgeschaltet. Da empfiehlt es sich - ähnlich wie vor einer Werbepause im Spielfilm - die Spannung noch einmal richtig anzuheizen. Bevor also im kommenden Jahr hoffentlich neue Daten all die jetzt offenen Fragen beantworten, ein kurzes aktuelles Resümee:
  • Gibt es Belege für eine »fünfte« Kraft? Nein.
  • Ist Einstein widerlegt? Keineswegs.
  • Hat die Nasa außerirdisches Leben - oder zumindest erdähnliche Bedingungen - entdeckt? Mitnichten.
  • Und ist das Higgs-Teilchen gefunden? Auch nicht. Das vor wenigen Tagen entdeckte Teilchen Chi-b (3P) hat damit übrigens nichts zu tun.

Was folgert der geübte Medienkonsument aus solchen Befunden? Richtig: Der große Knaller kommt wohl erst noch. Also bleiben Sie dran! 2012 geht's weiter. Aber achten Sie vielleicht einmal nicht auf die ganz fetten Schlagzeilen, sondern auf die kleinen, unauffälligen Meldungen. Schließlich taucht der weiße Hai am Ende immer dort auf, wo man ihn am wenigsten erwartet. Das ist der Deal, Schätzchen!

Aus DIE ZEIT :: 29.12.2011

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