Felicitas Pauss: Archäologin des Universums

Felicitas Pauss: Archäologin des Universums

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Felicitas Pauss

Die Österreicherin Felicitas Pauss leitet das Labor für Hochenergiephysik an der ETH in Zürich, und sie ist mitverantwortlich für Planung und Bau des CMS-Detektors: ein 12.500 Tonnen schweres, 21 Meter langes und 16 Meter hohes Experiment, mit dem Zusammenstöße von Protonen im LHC beobachtet werden.

Was ist in den ersten Augenblicken nach dem Urknall geschehen und welche physikalischen Gesetze herrschten damals? Diesen Fragen gehen Forscher am CERN, dem Europäischen Teilchenphysik-Labor, nach. Bereits in den Achtzigerjahren wurde für die Suche nach Antworten der Beschleuniger LHC geplant, 1994 gab es grünes Licht für den Bau des insgesamt drei Milliarden Euro teuren "Large Hadron Collider".  Die 57-jährige Felicitas Pauss ist Teilchenphysikerin, die aus einer Salzburger Musikerfamilie stammt, liebt Trekkingtouren im Himalaja, doch sie kommt derzeit kaum zum Reisen. Dafür steht Felicitas Pauss im Sommer 2008 kurz vor der Erfüllung eines großen Ziels – dann heißt es für den neuen Teilchenbeschleuniger: go!

Können Sie das Kerngebiet Ihrer Arbeit kurz erklären?

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Wir wollen die physikalischen Gesetzmäßigkeiten, die während der ersten Augenblicke nach dem Urknall geherrscht haben, studieren, um zu verstehen, warum unser Universum heute so ist, wie es ist. Wir sind sozusagen die Archäologen des Universums. Mit unseren Experimenten am CERN können wir die ersten Augenblicke nach dem Urknall rekonstruieren. Diese sind unvorstellbar kurz: ein Hundertstel einer Milliardstel Sekunde. Zur Zeit des Urknalls gab es eine ungeheuer große Energie auf einem unvorstellbar kleinen Raum. Aus dieser Energie ist Materie entstanden, nach Einsteins berühmter Gleichung. Dann hat sich das Universum ausgedehnt und dabei abgekühlt. Es muss im Universum eine Kraft geben, die für diese Ausdehnung verantwortlich ist. Und es gibt eine Art Gegenkraft – die Schwerkraft, welche Materie anzieht. Sie hält zum Beispiel Galaxien zusammen. Wir wollen mit den Daten, die wir am LHC aufnehmen, neue theoretische Konzepte überprüfen und somit wichtigen Input für Theorien liefern.

Frauen, die forschen

Frauen, die forschen

Wissen Sie schon viel oder immer noch wenig?

Das Faszinierende ist, dass wir eigentlich schon sehr viel wissen. Aber je mehr Erkenntnisse wir gewinnen, umso mehr neue fundamentale Fragen tun sich auf. Zum Beispiel war es doch eine Überraschung, dass eigentlich nur vier Prozent der Materie im gesamten Universum die bekannte Materie ist, aus der Sie und ich auch bestehen. Die verbleibenden 96 Prozent setzen sich vor allem aus Dunkler Materie und Dunkler Energie zusammen. Wir wissen immer noch nicht, woraus diese rätselhafte Materie besteht und was die Dunkle Energie eigentlich ist.

Für die Dunkle Materie gibt es einen Kandidaten aus der Teilchenphysik, ein neues Teilchen, welches wir am LHC entdecken können, falls es wirklich existiert. Außerdem wollen wir der Frage nachgehen, wie Teilchen überhaupt eine Masse erhalten. Warum besteht heute unser Universum vor allem aus Materie, wenn es doch zu Beginn des Universums genau so viel Materie wie Antimaterie gegeben hat? Und: Gibt es vielleicht doch mehr als drei Raumdimensionen?

Das müssen sehr wichtige Fragen sein, wenn Sie schon seit so vielen Jahren daran arbeiten, wenn 10 000 Personen weltweit am CERN daran beteiligt sind, wenn so viel Geld in den Beschleuniger und die Experimente gesteckt werden, wenn Sie Unmengen von Daten sammeln …

… wir Teilchenphysiker finden das natürlich einfach interessant. Aber auch wenn ich einen öffentlichen Vortrag halte, stoßen unsere Fragen auf großes Interesse. Fast jeder fragt sich doch, wie die Sterne entstanden sind, wenn er nachts einen wunderbaren Sternenhimmel anschaut. Oder welches die kleinsten Bausteine sind, aus denen Menschen bestehen.

Was werden Sie herausfinden können?

Mit den Experimenten am LHC wollen wir, wie gesagt, einige ganz fundamentale Fragen beantworten. Ob die Antworten den derzeitigen theoretischen Konzepten entsprechen, wissen wir noch nicht. Etwas zu entdecken, das noch nicht von einer Theorie vorhergesagt ist, wäre aber auch spannend. Dass wir bestimmte Fragen beantworten können, davon bin ich überzeugt. Aber das wird wahrscheinlich noch einige Jahre dauern. Mit dem LHC beginnt ein neues Zeitalter der Grundlagenforschung. Ich schätze, dass nach 15 Jahren des Sammelns und der Analyse von Daten die Experimente sehr wichtige Beiträge geliefert haben werden.

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