G. P. Franck - Geschichten vom Mond

Der Grund, warum über dieses Phänomen brechender Gammastrahlen auf der Grenze zwischen Existenz und Nichtexistenz von Materie so wenig Aufhebens gemacht wird, mag mit der Tatsache zusammenhängen, dass der Prozess umkehrbar ist, also Positronen und Elektronen sich auch wieder gegenseitig „vernichten“ und in den Zustand des Photons zurückkehren können. Außerdem deutet nichts darauf hin, dass oder wie aus diesen Partikeln - falls sie Partikel bleiben und nicht in den Zustand von Photonen zurückkehren - Beziehungssysteme oder gar Atome oder Vorstufen von Atomen werden könnten. Und hier nun kommen die Zeichnungen auf den Schalen der Muschel ins Spiel, denn sie könnten den Weg oder genauer die zwei Wege (auf den zwei Schalen der Muschel) beschreiben, auf denen die ersten Partikel im All zu reisen begannen, um am Ende in der Ebene zwischen den Schalen erste atomare Strukturen zu ergeben.

Seit jenen Tagen am Strand sind über 40 Jahre Forschung vergangen, und tief sind die Einblicke, die seither die Wissenschaft der Physik in das Universum gewann. Von solchen Einsichten will ich als Erstes berichten, bevor ich den Faden an der Mündung des Navarro River wieder aufnehmen werde. Und noch eines möchte ich vorwegnehmen: Ich bin kein Physiker. Meine Leidenschaften liegen nicht in den objektiven Wissenschaften, obwohl sie mich faszinieren. Meine Leidenschaft liegt in der Geschichte der Menschen. Die Genese der menschlichen Gesellschaft hat viele Parallelen zur Genese unseres Sonnensystems, und von diesen Parallelen will ich erzählen. Jede Familie ist wie ein kleines Sonnensystem gebaut. Die Familie ist der kleinste vorgefertigte Baustein der Gesellschaft. Das ist nur der Beginn der Parallelen.

Du musst kein Physiker sein, um die Bedeutung der Frage nach dem Wesen der Gravitation zu verstehen, denn Gravitation ist unser täglich Brot. Ich werde hier ein paar Gedanken einschieben, die heute in der Welt der Physiker top-aktuell sind, und die sich, wie schon erwähnt, um die Frage nach dem Wesen der Felder im Universum drehen. Im Mittelpunkt der Debatte steht die Frage nach dem Wesen des sogenannten „Higgs“. Ich werde mich kurzfassen.

Das Higgs wird von der Wissenschaft ganz ähnlich wie das Photon als ein „Stück Energie“ definiert. Aber schon hier beginnt für einen Laien ein Problem, denn für den Laien ist nicht ersichtlich, wie zwei Phänomene, die so verschieden sind wie das Higgs und das Photon, unter derselben Überschrift laufen können. Denn das Higgs sitzt, das Photon fliegt.

Für den Laien ist das Wort Energie gewöhnlich mit einer Art von Kraft besetzt, die die Dinge in Bewegung setzen kann, wie der Wind, das Benzin oder der Hammer des Schmiedes. Aber mit dem Higgs ist eine Art von Energie gemeint, die der Bewegung widersteht, so wie die Schwerkraft der Erde dem Stabhochspringer widersteht, auch wenn sie auf der anderen Seite der Latte seinen Fall beschleunigt. Das Higgs ist wie das Netz der Spinne für die Fliege. Und wie das Netz der Spinne für die Fliege, besitzt das Netz einen Sog. Der Sog geht von der Spinne aus, die in der Mitte lebt. Man kann nicht messen, was sie tut. Man weiß nicht einmal, ob ihr Lauern eine Art von Energie verströmt. Aber im Nachhinein weiß die Fliege, dass es so war. Vielleicht ist es nicht fair, der Spinne die Macht des Sogs zu unterstellen, denn wenn man den Sog nicht messen kann, kann man ihn auch nicht beweisen. Man kann auch die Kraft der Seele nicht beweisen. Man kann auch nicht nachweisen, was das Higgs mit dem Proton tut – Fakt ist nur, dass in jedem Proton ein Higgs sitzt, wie man kürzlich nachweisen konnte.

Das Higgs hat, nein, ist wie jedes Gravitationsfeld ein Mono-Pol. Es ruht in sich selbst. Und da es neben seiner Mitte keinen zweiten Pol besitzt, kann man auch kein Messgerät zwischenschalten. Es lässt sich nicht nachweisen - außer durch das Verhalten der Materie in ihm. Auch das hat das Higgs mit jedem Gravitationsfeld gemeinsam. (Auf das oben erwähnte erstmalige Messen von Gravitationswellen komme ich in einem anderen Zusammenhang zurück.)

Das Higgs gehört in die Verwandtschaft der Kräfte der Gravitation und das Einzige, was es mit dem Photon gemeinsam hat, ist, dass es eine Form von Energie ist, die frei von Materie ist (oder sein könnte, wie man kürzlich nachwies). In einem Artikel der ‘Time’ vom 9. April 2012 stand unter der Überschrift ‘Hunting the Higgs’ Folgendes zu lesen (frei übersetzt): Der vollständige Name des Higgs ist das „Higgs-Boson“. In der Quantentheorie werden die elementaren Teile von Materie, grob gesprochen, in zwei Kategorien unterteilt: in „Fermionen“ und in „Bosonen“. Fermionen sind Stücke von Materie (bits of matter), wie z.B. das Elektron oder das Proton. Bosonen sind Stücke von Energie (bits of energy), die vermögen, Kräfte zu vermitteln . Das Higgs ist also ein Boson, ein Bündel Energie. Es ist ein Bündel Energie, das von der Materie zu trennen den Wissenschaftlern vor kurzem gelang.

Die Story der Suche nach dem Higgs ist vergleichbar spannend wie die Geschichte von Heinrich Schliemanns Suche nach Troja oder Sir Leonard Woolleys Ausgrabungen der Stadt Ur. Ein Herr Higgs, der in unseren Tagen gerade den Nobelpreis erhielt, postulierte vor geraumer Zeit, dass zum Proton (einem „Fermion“) ein „Boson“ gehören müsse, was daher den Namen Higgs-Boson erhielt. Daraufhin machten sich Tausende von Physikern auf die Suche nach dem Higgs-Boson, oder genauer, sie begannen zu versuchen, dieses hypothetische ‘bit of energy’ (Higgs) von dem ‘bit of matter’ (Proton) zu trennen. Man baute dafür sogenannte Protonenbeschleuniger, zunächst in den USA, dann den größten in der Schweiz.

Der Protonenbeschleuniger im Schweizer Kanton Bern ist mehrere Kilometer lang und liegt fast 100 Meter unter der Erde. In ihm werden Protonen mit 3,5 Trillionen Elektronenvolts beschleunigt (jenseits meiner Vorstellungsmöglichkeit), um sie dann frontal miteinander kollidieren zu lassen. In einem Gleichnis gesagt, könnte man dieses Schauspiel als ein „Protonenturnier“ bezeichnen, vergleichbar mit dem Turnier der Ritter im Mittelalter, die voll gerüstet eine Lanze unter den Arm klemmten, dem Pferd die Sporen gaben, im vollen Galopp aufeinander zuritten, die Lanzen senkten und die totale Kollision suchten, um zu sehen, wer im Sattel blieb. Dann kam Ende 2012 der Durchbruch in der Schweiz: Für den Bruchteil einer Sekunde konnte das Higgs (das Stück Energie) vom Proton (dem Stück Materie) getrennt werden. Aber wie schon in einer Vorschau in der International Herald Tribune ein paar Monate zuvor (5. Juli 2012) unter dem Titel ‘Discovery upends world of physics’ hinzugefügt wurde, ist mit dem Nachweis des Higgs die Frage nach dem Wesen des Higgs (dem Wesen der Gravitation) noch nicht geklärt.

Auf der Suche nach der Antwort auf die Frage nach des Higgs Wesen muss die erste Frage sein, ob das Proton für den Bruchteil der Sekunde, die es von seinem Higgs getrennt gewesen war, immer noch ein Proton gewesen war, oder ob das Proton für den Bruchteil der Sekunde ohne sein Higgs nicht ein Positron gewesen sein könnte, nämlich bis der Ritter einen Augenblick später wieder im Sattel saß, und sein Status (Atomgewicht 1) wiederhergestellt war. Es ist sehr wahrscheinlich, dass das Higgs dem Proton sein Gewicht und damit auch seine Bedeutung im Atomkern verleiht. Wenn aber das Higgs dem Proton das Gewicht verleiht, dann muss die nächste Frage sein, wer wen regiert, der Reiter das Pferd oder das Pferd den Reiter. Denn obwohl wir Rangordnungen aus der Chemie kennen, tut sich die Physik (die Wissenschaft der ältesten Zusammenhänge im All) schwer, eine Rangordnung unter den Mitgliedern einer atomaren Struktur zu erkennen oder gar zu definieren. Wie sollten die Physiker dazu auch fähig sein, solange sie ihre Modelle auf einer Theorie (der Evolutionstheorie) aufbauen, die den Zufall zur Voraussetzung hat. Solange die Wissenschaften den Autor aller Autorität ausblenden, werden sie nie und nimmer auch nur erwägen, dass dem Higgs Autorität über das „Stück Materie“ (über das Positron, dann Proton) delegiert worden sein könnte.