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Kalenderblatt / Archiv | Beitrag vom 18.12.2009

Die teuerste Wissenschaftsmaschine Deutschlands

Vor 50 Jahren: Das Forschungszentrum Deutsche Elektronen Synchrotron DESY wird gegründet

Von Frank Grotelüschen

Nachfolgeeinrichtungen in der Schweiz: Large Hadron Collider (LHC) am CERN in Genf - Aufbau des Compact Muon Solenoid (CMS) (CERN)
Nachfolgeeinrichtungen in der Schweiz: Large Hadron Collider (LHC) am CERN in Genf - Aufbau des Compact Muon Solenoid (CMS) (CERN)

Die Teilchenphysik will herausfinden, aus welchen Grundbausteinen Materie letztlich besteht. Das wichtigste deutsche Forschungsinstitut auf diesem Gebiet ist das DESY in Hamburg, DESY steht für Deutsches Elektronen-Synchrotron.

Ende der 50er-Jahre, ein ehemaliger Militärflugplatz im Hamburger Stadtteil Bahrenfeld. Bagger heben eine riesige Baugrube aus.

"Die Apparate, die in Bahrenfeld aufgestellt werden sollen, haben furchterregende Ausmaße. Aber niemand braucht vor ihnen Angst zu haben, denn sie erzeugen nur winzige Strahlungsmengen, die keinen Schaden anrichten können."

So das Hamburger Abendblatt vom 23. Oktober 1958. Der Apparat mit den furchterregenden Ausmaßen war ein Beschleuniger - ein Ringtunnel mit einem Umfang von 300 Metern. Sein Name: Deutsches Elektronen-Synchrotron, kurz DESY. Es sollte ein damals brandneues Forschungsgebiet erschließen - die Teilchenphysik. Deren Grundfrage lautet: Woraus besteht Materie eigentlich, wie sehen ihre Grundbausteine aus? Ein Feld, das damals die Amerikaner dominierten, sagt der Physiker Erich Lohrmann, einer der DESY-Veteranen.

"Die Europäer versuchten, gleichzuziehen mit dem Bau von CERN. Und dann kam der Bau von DESY."

Zwar schienen die Umstände günstig für die Gründung eines deutschen Teilchenforschungszentrums. Seit kurzem war es der jungen Bundesrepublik erlaubt, wieder stärker in der Grundlagenforschung mitzumischen. Aber: Die Anlage - ein Elektronenbeschleuniger - sollte 100 Millionen DM kosten, eine schwindelerregende Summe. Das wusste auch Willibald Jentschke, der erste DESY-Direktor:

"Wir waren uns auch dessen bewusst, dass es wahrscheinlich sehr, sehr schwierig sein würde, das Geld aufzutreiben - handelte es sich doch um ein Projekt, was um Größenordnungen teurer war als das, was man gewohnt war, sonst in die Grundlagenforschung zu geben. Wir mussten also uns unserer Sache völlig sicher sein, sonst war es aussichtslos, hier diese Dinge voranzutreiben."

Tatsächlich gelang es Jentschke, die Geldgeber zu überzeugen, vor allem das Bundesministerium für Atomkernenergie und Wasserwirtschaft. Und so kam es dazu, dass am 18. Dezember 1959 im Hamburger Rathaus die DESY-Gründungsurkunde unterzeichnet wurde. Doch schon folgte das nächste Problem:

"Wir waren ja alles Amateure auf dem Gebiet. Die waren enthusiastisch und idealistisch."

Im Ausland mussten sich Lohrmann und seine Leute abschauen, wie man überhaupt einen Beschleuniger baut. Doch dann gelang es ihnen, eine der leistungsfähigsten Maschinen ihrer Art auf die Beine zu stellen. Anfang 1964 kreisten in Hamburg die ersten schnellen Elektronen. Die Physiker feuerten sie auf Protonen, also Wasserstoffkerne. Die Ergebnisse waren international konkurrenzfähig. Angestachelt von den Erfolgen bauten die DESY-Forscher im Laufe der Zeit immer größere und leistungsfähigere Beschleuniger:

Die größte Anlage hieß HERA, ein Ring mit sechs Kilometern Umfang, eingebaut in einen unterirdischen Tunnel, der weit über die Grenzen des DESY-Geländes hinausgeht. HERA feuerte Elektronen und Protonen aufeinander - eine weltweit einzigartige Maschine.

"Niemand hatte so einen Ring je vorher gebaut. Dieser Beschleuniger hatte so große technische Schwierigkeiten, dass viele skeptisch waren. Aber nach jahrelangen Vorbereitungen konnten wir die Leute überzeugen, dass wir's schaffen würden."

Im November 1990, nach sieben Jahren Bauzeit, war es so weit:

"So, meine Damen und Herren, und dies ist der entscheidende Moment: Der Knopf, den ich hier drücke, lässt das Helium jetzt einströmen. Auf einen guten Start!"

Bundesforschungsminister Heinz Riesenhuber schaltete HERA ein - mit einer Milliarde DM die teuerste Wissenschaftsmaschine, die Deutschland je gebaut hatte. 17 Jahre später, im Juni 2007, hatte HERA ausgedient und wurde abgeschaltet. Mit dem Ring hatten die Physiker entdeckt, dass das Proton deutlich komplexer aufgebaut ist als zuvor angenommen. Eine physikalische Sensation aber hatte die Maschine nicht gebracht - zur Enttäuschung ihrer Erbauer. Vielleicht auch deshalb dürfte HERA der vorerst letzte Teilchenphysik-Beschleuniger in Hamburg gewesen sein, vermutet der Physiker Robert Klanner:

"In der Teilchenphysik werden die Beschleuniger immer größer, immer teurer. Deswegen ist es unmöglich, dass jedes Labor seinen eigenen Beschleuniger hat. Deswegen tun sich die Labors zusammen und machen gemeinsame Beschleuniger."

Heute beteiligt sich DESY an ausländischen Experimenten, etwa am CERN in Genf. Dennoch werden in Hamburg weitere Beschleuniger gebaut, etwa der drei Kilometer lange Europäische Röntgenlaser, der 2014 in Betrieb gehen soll. Doch er wird nicht mehr der Teilchenphysik dienen, sondern dem anderen wissenschaftlichen Standbein, das sich das DESY in den letzten Jahren geschaffen hat - die Grundlagenarbeiten für Materialforschung, Molekularbiologie und Nanotechnologie.

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