Für die Teilchenphysik würde er seinen Hut verspeisen

Rainer Wallny leitet eine Forschergruppe am LHC-Beschleuniger des Cern bei Genf. Der deutsche ETH-Teilchenphysiker hofft auf Antworten, die die Welt erklären sollen. Darauf schliesst er sogar Wetten ab.

Der Professor und sein Hut: Rainer Wallny hat «den goldenen Käfig der akademischen Welt» noch nie verlassen.

Der Professor und sein Hut: Rainer Wallny hat «den goldenen Käfig der akademischen Welt» noch nie verlassen. Bild: Sabina Bobst

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Die experimentellen Teilchenphysiker durchleben ein Hoch. Mit diesem freudigen Befund eröffnete Rainer Wallny vor kurzem seine Antrittsvorlesung an der ETH Zürich. Der Grund für den weltweiten Enthusiasmus ist der Large Hadron Collider (LHC) am Cern bei Genf, ein Teilchenbeschleuniger, bei dem von der Schraube bis zur IT-Infrastruktur technisch alles vom Feinsten ist. Eine zu schwache Lötstelle zwischen zwei Magneten hatte ihn zwar gleich nach dem Start 2008 lange lahmgelegt, doch nun läuft er seit über einem Jahr bestens.

Von diesem grössten Mikroskop, das die Menschheit je gebaut hat, werden Antworten über den Aufbau der Materie und des Universums erwartet, und es gibt gute Gründe, anzunehmen, dass sie die Maschine in absehbarer Zeit liefern wird. Der 42-jährige Rainer Wallny jedenfalls hat darauf seinen Panamahut verwettet. Sollte der LHC nicht innert fünf Jahren wenigstens eine wesentliche Entdeckung ermöglichen, so sein Angebot an seine Masterstudenten, werde er seine schöne Kopfbedeckung bis auf die letzte Faser verspeisen.

Die Welterklärungsmaschine

Wallny teilt seinen Optimismus mit etwa 3000 Kolleginnen und Kollegen, die allein am CMS-Detektor arbeiten. Eine ähnlich grosse Gruppe kümmert sich um den Atlas-Detektor, der am LHC parallel zum CMS Daten nimmt und damit für kreative Konkurrenz sorgt. Ein solches Szenario ist heute in der Teilchenphysik nötig, um neue Resultate abzusichern, denn die Komplexität der Experimente ist enorm. Erst jüngst hat eine Detektorgruppe in Italien für Aufregung gesorgt. Sie will Teilchen gemessen haben, die schneller geflogen sind, als es Einsteins Relativitätstheorie erlaubt.

«Der Teufel steckt im Detail», kommentiert Rainer Wallny solche Sensationsmeldungen, «statistische Fluktuationen können wir mathematisch gut abschätzen, gegen systematische Unsicherheiten jedoch gibt es kein allgemeingültiges Rezept.» Ein nur ein wenig zu langes Kabel beispielsweise verfälscht bereits eine Geschwindigkeitsmessung. Deshalb müssen zuerst alle systematischen Effekte einer Maschine überprüft werden, und jedes Experiment muss zudem an einem anderen Ort unabhängig bestätigt werden, bevor man von einer echten Entdeckung spricht. «Dennoch kann es passieren», weiss Wallny, «dass wir schlicht nicht schlau genug sind, um den Fehler zu finden.»

Als der LHC 1987 zum Zukunftsprojekt des Cern erklärt worden ist, war Rainer Wallny noch Schüler am Albert-Einstein-Gymnasium im süddeutschen Reutlingen. Er hatte sich für einen humanistischen Ausbildungsweg entschieden, lernte Latein und mochte deutsche Literatur. Die ersten Schritte zur Physik verdankt er seinem Lehrer Johannes Samuleit, der zugleich an der Hochschule Physikdidaktik lehrte.

Mit dem Bruder an den Rechner

«Samuleit war für mich wie ein Mentor», schwärmt Wallny, der früh seinen Vater verloren hatte, «mit ihm durfte ich nach dem Unterricht an Problemen herumtüfteln.» Damals lernte Wallny, wie man auf den noch bescheidenen Heimcomputern den Luftwiderstand auf fallende Körper simuliert. Und da sein sieben Jahre älterer Bruder Biochemie studierte und ihn in das Uni-Rechenzentrum einschleuste, bekam er auch schon die Tücken höherer Programmiersprachen im akademischen Umfeld mit.

Diese Basis sollte sich als sehr nützlich erweisen. Sein hervorragendes Abitur brachte Wallny ein siebenjähriges Stipendium ein. Und obwohl er an der Uni Tübingen zwischen deutscher Literatur, Philosophie und Naturwissenschaften hin und her schwankte, absolvierte er die physikalischen Zwischenprüfungen und wechselte als Austauschstudent an die University of Washington nach Seattle.

«In den USA», erinnert sich Wallny, «musste ich stundenlang geradeaus rechnen, obwohl das nicht meinem Temperament entsprach.» Dabei wurde ihm klar, dass Studenten zur Theorie neigen, die in den Lehrbüchern steht, die Forschung sich jedoch wie bei der Brown’schen Bewegung von Molekülen eher über Irrtümer zu neuer Erkenntnis vortastet. Er schloss sich einer Teilchenphysik-Gruppe der Uni an und kehrte mit einem Mastertitel zurück nach Deutschland, um eine Dissertation in Angriff zu nehmen.Die Uni Heidelberg jedoch verlangte vorab ein deutsches Diplom. «Das war insofern von Vorteil», sieht es Wallny heute positiv, «als sich für mein zweites Lizenziat eine fruchtbare Zusammenarbeit mit einigen Schweizer Physikern ergab, die gerade am Deutschen Elektronen-Synchrotron (Desy) in Hamburg forschten oder in Heidelberg lehrten.» Ralph Eichler, damals Sprecher am inzwischen stillgelegten Beschleunigerring Hera am Desy, ist heute Präsident der ETH. Christoph Grab, als Physiker bei Hera involviert, belegt jetzt das Büro vis-à-vis von Wallny. Und Ulrich Straumann, Wallnys Doktorvater, der darauf hinweist, dass die Arbeit seines Studenten noch immer zu den meistzitierten Forschungen am Hera-Beschleuniger zählt, leitet heute das Physik-Institut der Uni Zürich.

Drei Millionen DVDs mit Daten

Seit 2003 ist Wallny selber an der ETH Zürich, wo er mit Günther Dissertori, Christoph Grab und Felicitas Pauss die ETH-Gruppe des CMS-Experiments am LHC leitet. Die Herausforderungen sind klar umrissen. «Das Standardmodell der Teilchenphysik», sagt Wallny, «ist ein grossartiger Triumph der Physik. Es erklärt uns viele Phänomene, in einigen Fällen bis auf die neunte Stelle hinter dem Komma genau. Dennoch stehen wir wie Sherlock Holmes vor grossen Rätseln.»

Beispielsweise kennt man den Steckbrief des Dark-Matter-Teilchens Wimp, das für die dunkle Materie im Universum verantwortlich ist. Und beim Higgs-Teilchen, das erklären könnte, warum es überhaupt Masse gibt, ist es dem LHC bereits gelungen, die mögliche Bandbreite seiner Masse weiter einzuschränken. Ob diese allerdings existieren, ist völlig offen. Zur Wahrheitsfindung wurden im CMS-Detektor bisher 40 Billionen Zusammenstösse von mit fast Lichtgeschwindigkeit fliegenden Protonen produziert. Aus den Spuren der dabei entstehenden Trümmer hat das IT-System 1,5 Milliarden an interessanten Ereignissen herausgefiltert. Das füllt 3 Millionen DVDs, die nun weiter durchforstet werden müssen.

In seiner Rede an den Nachwuchs sprach Rainer Wallny von der Zuversicht, die für einen Wissenschaftler erstrebenswert sei, und vom goldenen Käfig der akademischen Welt, den er bisher nie verlassen hat. Er spürt die Verantwortung für das Gelingen des CMS-Projekts, zu dem die Schweiz technologisch und finanziell sehr viel beigetragen hat. Oder wie es sein Kollege Günther Dissertori ausdrückte: «Er hat den ehrlichen Willen, die Sache gut zu machen.» Dafür investiert Wallny weit mehr als seinen Hut. Die Vorliebe für Literatur lebt heute nur noch seine Freundin aus, die Deutschlehrerin ist. Lediglich zwei Wochen Ferien im Jahr zum Segeln verteidigt Rainer Wallny eisern gegen die Teilchenphysik.

Erstellt: 23.11.2011, 17:34 Uhr

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