Forschungszentrum Cern

Ein Teilchen-Beschleuniger als Vorbild für die Politik

Das Forschungszentrum Cern soll als Modell dienen, wie Europa wieder Anschluss an die technologische Weltspitze findet. Aber kann das klappen? Einblicke in die Geheimnisse eines Wunderlabors.

Ganz groß im Kleinen. Atlas, einer der beiden zentralen Detektoren entlang des Teilchenbeschleunigers des Cern.

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Die Trophäen der Vergangenheit haben Staub angesetzt. Mitten auf dem langen Regalsims steht eine Magnumflasche russischen Wodkas, drumherum Dutzende Champagnerpullen in drangvoller Enge. „Es wird Zeit, dass wir mal wieder eine Flasche spendiert bekommen“, sagt Mirko Pojer.

Er blickt über die Versammlung stumm blinkender Bildschirme, die der schlichten Industriehalle um ihn herum einen Hauch von Raumfahrtzentrum geben. Pojer leitet das Kontrollzentrum des Teilchenbeschleunigers LHC, er ist damit quasi verantwortlich für die Herzkammer der globalen Teilchenphysik. Das Gerät, das er da überwacht, ist ein 27 Kilometer langer, kreisrunder Tunnel unter dem Juragebirge, an der Grenze zwischen der Schweiz und Frankreich. Der LHC ist der mit Abstand größte Teilchenbeschleuniger der Welt. Und spätestens seit hier ein 2012 ein neues Teilchen, das Higgs-Boson, entdeckt wurde, hat der LHC damit auch das gesamte Forschungszentrum Cern weltberühmt gemacht.

Doch seit einiger Zeit läuft es nicht mehr. Der LHC liefert nicht, wie er soll. Für das laufende Jahr hatten die Physiker versprochen, die Leistung noch einmal deutlich zu steigern, doch der Beschleuniger erreicht seine Ziele nicht. Wenn die Maschine nicht liefert, dann gibt es keinen Champagner. Und wo er nicht fließt, da werden auch keine Teilchen entdeckt, ihre Eigenschaften bestimmt oder Theorien verworfen. So wollen es die profaneren Gesetze der Forschung.

Es ist genau dieser Alltag, für den sich derzeit die Welt auch jenseits der Wissenschaft am meisten interessiert. Wie funktioniert eigentlich dieses Cern? Wie schafft man es, ein internationales Forschungszentrum zu erschaffen, das dann nicht nur dekadente Kongresse organisiert, sondern tatsächlich in der Lage ist, weltbewegende Erkenntnisse zu liefern? Das Cern mag Schwächephasen haben, seiner Aura aber schadet das nicht. Hier wurden schließlich nicht nur Albert Einsteins Theorien praktisch bestätigt, sondern auch das Internet miterfunden. Da darf schon mal die Elektronik streiken.

Immer wieder muss das Cern als Vorbild herhalten, wenn sich Länder vornehmen, eine neue Forschungsorganisation mit globalem Führungsanspruch zu erschaffen. Jüngstes Beispiel: die künstliche Intelligenz (KI). Deutschland und Frankreich wollen sich hier zusammentun, um den Rückstand auf China und die USA wettzumachen. „Vielleicht brauchen wir für KI so etwas jetzt auch“, sagt sogar Oppositionspolitiker Christian Lindner (FDP) mit Blick auf das Cern, „eine europäische Initiative mit hohen Fördergeldern.“ Sogar einen Namen hätten einige europäische Forscher bereits: Ellis, Europäisches Labor für Lernende und Intelligente Systeme.

Das Cern, die Europäische Organisation für Kernforschung, in Genf.

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Aber ginge das überhaupt? Ließen sich die Organisationsprinzipien und der Erfolg des Cern einfach kopieren? Fakt ist: Bis heute ist es weltweit keiner Forschungseinrichtung gelungen, eine solche Dominanz in ihrem Feld zu entwickeln wie dem Cern in der Teilchenphysik. Außerdem gibt es das Cern immerhin schon seit 1954.

Es ist ausgerechnet der mehr als 60 Jahre alte Gründungsmythos des Cern, der es zum Ideal für abgehängte Europäer macht. Ist hier doch gelungen, was bei vielen digitalen Forschungsfeldern so unmöglich scheint: einen einmal erlittenen großen Rückstand wieder aufzuholen.

Die Entstehung ist direkt mit dem akademischen Brain Drain aus Europa während des Zweiten Weltkriegs verbunden. Alle bedeutenden jüdischen Wissenschaftler hatten den Kontinent damals gen Amerika verlassen, auch in Großbritannien und Frankreich hatten die verheerenden Lebensbedingungen viele Experten in die USA getrieben. Und während dort mithilfe ausgewanderter Exilanten kurz nach dem Kriegsende entscheidende Durchbrüche in der Atomphysik verzeichnet wurden, dämmerte der verbliebenen Forschergilde in Europa: Wenn wir uns nicht zusammentun, dann verlieren wir den Anschluss für immer.

Den Anstoß zur Gründung des Cern gab dann ausgerechnet ein amerikanischer Jude – der selbst erst als Kind mit seinen Eltern aus Galizien nach Amerika gekommen war. Der Nobelpreisträger Isidor Isaac Rabi regte bei der Unesco-Versammlung im Jahr 1950 die Gründung einer eigenen europäischen Organisation zur Atomphysikforschung an. Seine simple Erkenntnis: Konkurrenz belebt das Geschäft. Und genau in dieser inneren Struktur liegt bis heute eines der wesentlichen Erfolgsgeheimnisse des Cern.

Karl Jakobs nimmt einiges auf sich, um in diesem Wettbewerb zu bestehen. Alle zwei Wochen fuhr er früher mit seinem alten Kombi ohne Klimaanlage von Freiburg nach Genf. Denn Jakobs weiß: Wer hier seine Chance nutzen will, der muss präsent sein. In Freiburg ist Jakobs als Professor für Teilchenphysik tätig, aber sein wissenschaftliches Renommee verdankt er allein seiner Arbeit in Genf. Seit mehr als 25 Jahren ist er am Projekt Atlas beteiligt, einem der beiden Großversuche auf dem Gelände des Cern. Seit 2017 leitet er das Projekt sogar, ist mittlerweile dauerhaft vor Ort. Um seine Ideen hier wirklich durchzusetzen, meint Jakobs, müsse man in Meetings präsent sein, viel diskutieren und dort seine Kollegen überzeugen.

Für Laien ist die Struktur des Cern nicht gerade einfach zu durchschauen. Denn tatsächlich ist es nur eine von mehreren Organisationen, die auf dem Gelände im Genfer Vorort Meyrin angesiedelt sind. Das Cern selbst betreibt zwar den großen Teilchenbeschleuniger LHC. Die insgesamt vier Teilchendetektoren entlang des Tunnels, an denen die Kollisionen der Teilchen erfasst und untersucht werden, laufen jedoch separat. Diese sogenannten Experimente werden jeweils von Zusammenschlüssen diverser Universitäten betrieben. Wie sich die beiden Großexperimente Atlas und CMS dabei gleichzeitig ergänzen und Konkurrenz machen, zeigte sich beispielhaft bei der Entdeckung des Higgs-Bosons. Angespornt durch den Wettbewerb untereinander, stießen die Teams des CMS- und des Atlas-Experiments 2011 und 2012 gemeinsam erstmals auf das Teilchen. Erst als beide Forschergruppen das Teilchen unabhängig voneinander nachgewiesen hatten, konnte das Experiment als bestätigt gelten. Unter der maßgeblichen Fachveröffentlichung stand dann die Rekordzahl von 5154 Autoren.

Es ist dieser besondere Geist des symbiotischen Wettbewerbs, auf den sie am Cern besonders stolz sind. Und stolz ist man in Meyrin ohnehin gern. Fabiola Gianotti, italienische Physikerin, Generaldirektorin des Cern, spult die Lobeshymne auf ihre Organisation ab, ohne Luft zu holen. „Das Cern“, mündet Gianottis Vortrag endlich im pathetischen Bekenntnis, „ist nicht nur ein Ort der wissenschaftlichen Brillanz, sondern auch ein internationales Friedensprojekt.“

Das Urgestein: Generaldirektorin Fabiola Gianotti forscht seit 1992 am Cern.

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Mit dem Erfolg der vergangenen Jahre, so viel ist in Genf offensichtlich, ist man großspurig geworden. Längst ist das Cern nicht mehr nur ein spröder Institutscampus, sondern eines der beliebtesten Touristenziele der Region. Gegenüber dem Hauptgebäude hat man einen futuristischen Pavillon gebaut, vor dem sich Pärchen und Familien in Pose setzen. Die Forscher selbst nutzen den Haupteingang nur noch im Notfall, die Lobby ist schon mit den Besucherschwärmen des Souvenirshops völlig überlastet. Wer ein Magnetset mit fröhlichen Quarks oder ein Shirt mit der Weltformel erstehen will, muss ein bisschen Zeit mitbringen.

Der äußere Erfolg verbirgt, dass die Abläufe im Inneren des Cern durchaus nicht spannungsfrei sind. Das ergibt sich schon aus der widersprüchlichen Hierarchie, die sich zwischen den verschiedenen Beteiligten herausgebildet hat. Mirko Pojer, der Mann aus dem Kontrollzentrum, ist zwar selbst promovierter Physiker, trotzdem meint er nur die Mitarbeiter an den Experimenten, wenn er von „den Wissenschaftlern“ spricht. Mit ihnen kommuniziert er einmal im Jahr, wenn man bei einer Konferenz in Chamonix am Mont Blanc die Zielvereinbarungen für den Teilchenbeschleuniger bespricht. Ansonsten melden sie sich immer dann, wenn etwas nicht funktioniert. Den Vorwurf der Arroganz hört man schon aus der Tonlage, die er für die „Wissenschaftler“ wählt. Die Forscher in den Experimenten sehen sich nun mal als die Weltelite ihres Fachs, die Leute vom Cern erscheinen ihnen hingegen nur wie bessere Wartungsmechaniker.

Pojer ist sofort bereit, sich über die Eintönigkeit seines Alltags zu beschweren, der vor allem daraus besteht, auf Bildschirme zu blicken und zu überprüfen, ob sich Kurven und Zahlen innerhalb der Bandbreiten entwickeln, in denen sie sich befinden sollen. Doch er räumt ein: „Gut bezahlt ist das natürlich schon hier.“

Während die Wissenschaftler aus den Experimenten später den Ruhm ernten mögen, die Vorzüge des Alltagslebens am Cern erleben nur die Angestellten. Denn das Cern selbst ist eine internationale Organisation unter dem Dach der Vereinten Nationen, und das bedeutet: Diplomatenstatus für das Führungspersonal, Steuerfreiheit für alle. Es ist ein verqueres Verhältnis: Die einen fühlen sich intellektuell überlegen, die anderen aber sind es wirtschaftlich.

Wer das Cern als Vorbild für andere wissenschaftliche Organisationen imaginiert, muss sich auch dessen besondere Stellung bewusst machen: Das Forschungszentrum ist zwar ein europäisch dominiertes Projekt, steht aber der gesamten Welt offen. Nur das rechtfertigt seine juristisch-fiskalische Sonderrolle, aber es beschränkt natürlich auch die Bedeutung, die es als Vorbild für einen technologischen Wettbewerb der Kontinente haben könnte. „Eine Grundregel lautet: Alle wissenschaftlichen Erkenntnisse werden der Öffentlichkeit zugänglich gemacht“, sagt Atlas-Forscher Jakobs.

Rein europäisch ist am Cern nur die Finanzierung. Bereits bei der Gründung hatten sich die zwölf damals beteiligten Länder auf einen Schlüssel geeinigt, der sich vor allem nach dem Pro-Kopf-Einkommen der Mitgliedsländer richtet. Dieser Verteilungsschlüssel ist bis heute unverändert geblieben; ein Mechanismus, der auch zwischen den inzwischen 22 finanzierenden Ländern jegliche Dispute über das jährliche Budget von rund einer Milliarde Euro verhindert hat.

An den Experimenten selbst, den Stellen im Cern also, an denen auch wirtschaftlich verwertbarer Fortschritt entsteht, wirken Universitäten aus allen möglichen Ländern mit. So sind unter den 13 000 Forschern, die derzeit in Genf tätig sind, rund 2000 US-Amerikaner. „Wer mitmachen will, der muss sich mit Personal, aber auch an Aufbau und Betrieb des Experiments beteiligen“, sagt Jakobs.

Für die herausragende Stellung des Cern gibt es außerdem noch eine Ursache, über die nicht so überschwänglich gesprochen wird. Auch die eloquente Chefin Gianotti nutzt die Frage lieber, um den Faden der allgemeinen Begeisterung über die schiere Existenz des Cern wieder aufzunehmen. Der Grund: Es gibt schlicht keine vergleichbare Institution in der Welt.

Die Politik sollte mit dem Vorbild Cern deshalb sehr vorsichtig umgehen. Die Art der Finanzierung wäre sicher ein unbedingt zu kopierendes Element, auch die interne Organisation mit ihrer Mischung aus Konkurrenz und Kollaboration jenseits aller Grenzen erzeugt Höchstleistungen. Dennoch ist die Atomphysik neben der Raumfahrt wohl der einzige Forschungsbereich, in dem wissenschaftlicher Fortschritt so sehr von einer zentralen und extrem teuren Infrastruktur abhängt. Um bei der künstlichen Intelligenz Fortschritte zu machen, benötigt man vielleicht besonders leistungsfähige Rechner und sehr gut bezahlte Forscher. Ein Gebirge kilometerweit untertunneln muss man aber garantiert nicht.