Alternativtitel: Der Urknall aus dem Labor

Das Sechs-Milliarden-Dollar Experiment untersucht die kleinsten Teilchen, aus denen alles um uns herum besteht und begibt sich auf die Suche nach den Ursprüngen des Universums. Das teuerste Forschungsprojekt der Welt soll endlich die Frage aller Fragen beantworten.

Hier geht es um ein Experiment, das die grundlegenden Fragen unserer Existenz endgültig klären soll. Woher kommen wir? Wie entstand das Universum und was genau ist eigentlich Materie? Mehr als 2000 Wissenschaftler arbeiten an dem sechs Milliarden Dollar teuren Mega-Projekt. Dabei werden unglaubliche Kräfte freigesetzt, Atome miteinander verschmolzen und die Bausteine des Universums enthüllt. Ein künstlicher Urknall – und diesmal findet er unter den Augen der Forscher in einem unterirdischen Labor bei Genf statt...

Vor über 13 Milliarden Jahren existierte unser Universum noch nicht. Es gab weder Zeit noch Raum oder Materie, und dennoch entstand aus dem absoluten Nichts der gesamte Kosmos. Keine unserer physikalischen Regeln kann auf die verdichtete Energiewolke, die in Sekundenbruchteilen das ganze Universum regelrecht ausspuckte, angewendet werden. Der Urknall – und damit die Entstehung von Materie, Raum und Zeit – ist bis heute nicht restlos erklärt. Wie konnten sich ursprünglich masselose Partikel verdichten und Himmelskörper mit einer Atmosphäre und Lebewesen bilden?

Einblicke in diese Vorgänge soll der Large Hadron Collider, kurz LHC, liefern. Im CERN-Institut bei Genf erforschen Teilchenphysiker mit dieser größten Maschine, die je gebaut wurde, die kleinsten Bausteine des Universums. Der LHC ist ein Teilchenbeschleuniger, der Protonen mit unglaublicher Wucht gegeneinander schleudert.

Das teuerste Experiment der Welt soll die Augenblicke nach dem Urknall nachstellen. In diesen Sekundenbruchteilen entstand die Gesamtheit aller Materie, aus der die Welt besteht. Bei einer Temperatur von zehn Billionen Grad Celsius treffen die gebündelten Teilchen im Beschleuniger 800 Millionen Mal pro Sekunde aufeinander. Aus dieser Energie entstehen neue Partikel, die Aufschluss über die Bildung des Kosmos geben sollen. Sogar harmlose schwarze Löcher könnten dabei entstehen.

Die Forscher hoffen, mit dem Experiment das Standardmodell der Teilchenphysik bestätigen zu können, denn bisher fehlt ihnen hierzu noch der Nachweis eines wichtigen Partikels, des Higgs-Boson. Genau dieses Elementarteilchen aber verleiht aller Materie Substanz und klebt sozusagen die einzelnen Atome zusammen. Die Wechselwirkung mit dem uns umgebenden Higgs-Feld bestimmt die unterschiedliche Masse aller Elementarteilchen. Eine starke Wechselwirkung bedeutet große Masse, eine geringe steht für kleine Masse. Lichtstrahlen zum Beispiel durchdringen das Feld ungebremst und völlig  ohne Interaktion.

Noch ist diese Theorie allerdings genau das: eine Theorie, die sich nicht auf handfeste Beweise stützt. Sollte sich das Higgs-Feld nicht nachweisen lassen, müssen sich die Wissenschaftler die Frage stellen, ob sie die Natur des Universums bisher völlig falsch verstanden haben.

Der größte Teilchenbeschleuniger der Welt soll nächstes Jahr in Betrieb genommen werden. Die Forscher hoffen dann auf revolutionäre Messergebnisse, die den Weg für neue und vollständigere Theorien über die Entstehung und die Beschaffenheit des Universums ebnen. Selbst wenn alle bisherigen Annahmen widerlegt würden, glauben die Forscher aus den Daten eine umfassende, neue Erklärung des Kosmos ziehen zu können.


Wussten Sie, dass ...

…im Universum mehr Materie als Antimaterie existiert, obwohl beim Urknall beide zu gleichen Teilen entstanden sein sollen?

…bei dem Experiment so viele Messdaten entstehen, dass kein Rechner der Welt sie speichern könnte? 99,9 Prozent davon werden in den ersten Nanosekunden des Experiments von den Computern herausgefiltert und gelöscht.


Produktion

Producer James van der Pool (Your Life in Their Hands)
Series Editor Andrew Cohen