Genaueste Waage der Welt startet in Karlsruhe
12.06.2018 - 00:00 Uhr
Von Winfried Heck

Karlsruhe - Wenn 16 hochrangige Wissenschaftler aus aller Welt, darunter zwei Physik-Nobelpreisträger aus Japan und den USA, auf 15 rote Knöpfe drücken, dann kann es sich dabei nur um den Start eines höchst bemerkenswerten Experiments handeln. Gestern wurde am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) die genaueste Waage der Welt in Betrieb genommen. In den kommenden Jahren, so die Hoffnung, soll mit Hilfe des Karlsruher Tritium-Neutrino-Experiments, kurz Katrin, die Masse von Elementarteilchen bestimmt werden.

Die auch als Geisterteilchen bezeichneten Neutrinos sind überall - mehrere Milliarden von ihnen durchströmen in jeder Sekunde den Finger eines Menschen. "Das ist ein großer Tag fürs Universum - weil einer seiner Hauptbestandteile nun vermessen wird", sagte der Physik-Bereichsleiter des KIT, Johannes Blümer, bei der Einweihungsfeier.

Neutrinos gehören zu den kleinsten Bausteinen des Universums. Sie durchdringen alles - selbst Sonne und Mond -, ohne sich großartig abbremsen zu lassen. Unter Experten gelten sie deshalb als die Superstars unter den Elementarteilchen. Dem Japaner Takaaki Kajita und dem Kanadier Arthur McDonald, beide in Karlsruhe anwesend, wurde 2015 für ihre Entdeckung der Neutrinooszillation der Nobelpreis für Physik zugesprochen.

Fällt schon der Nachweis dieser "Geisterteilchen" extrem schwer, so gelang es bisher noch gar nicht, ihre Masse halbwegs genau zu bestimmen.

200 Forscher aus sieben Ländern beteiligt

Entsprechend gigantisch ist der Aufwand, der bei Katrin betrieben wird. Zwei Jahrzehnte dauerten die Vorarbeiten, mehr als 60 Millionen Euro wurden investiert, und rund 200 Wissenschaftler aus 20 Instituten in sieben Ländern trugen mit ihrem Wissen und ihren Fähigkeiten dazu bei, dass das Experiment jetzt gestartet werden konnte. Allein um einen 200 Tonnen schweren und 24 Meter langen Vakuumtank, das auffälligste Teil der Anlage, im Jahr 2006 vom bayerischen Deggendorf nach Karlsruhe zu transportieren, war ein Umweg von mehr als 8000 Kilometern nötig. Denn das riesige Teil musste per Schiff über die Donau und durchs Schwarze Meer, Mittelmeer und den Atlantik nach Antwerpen geschippert werden, ehe es rheinaufwärts nach Karlsruhe ging.

Die anderen Komponenten der Anlage sind nicht minder bemerkenswert. Nichts gab es von der Stange, alles musste entsprechend den Vorstellungen der Wissenschaftler hergestellt und zusammengebaut werden. In vielen Bereichen wurde experimentelles Neuland betreten, stets in der Hoffnung, dass der theoretische Ansatz sich in der Praxis auch umsetzen lässt.

Immer wieder wurden die Grenzen des technisch Machbaren ausgereizt. So ist im Inneren des großen Vakuumtanks der Druck so niedrig wie auf dem Mond. Weltweit gibt es in dieser Größe nichts Vergleichbares. Und insgesamt entstand eine Versuchsanordnung mit nie dagewesener Präzision, mit der sich die Masse von Neutrinos hundertmal genauer ermitteln lässt, als es mit bisherigen Experimenten möglich wäre.

Johannes Blümer sprach deshalb von einem "Happy Day" für das Universum, denn wenn es gelingt, die maximale Masse von Neutrinos zu bestimmen, dann hilft das vielleicht, die Entstehung des Universums zu verstehen. Fünf bis sechs Jahre dürfte es dauern, so die Experten, bis die ersten Ergebnisse vorliegen. Doch schon jetzt gilt das Experiment als Erfolg, denn es wurden bereits zahlreiche neue Erkenntnisse gewonnen.

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