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Urknall-Forschung in Hamburgs Untergrund
Redaktion
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26. März 2001

Am Deutsche Elektronen-Synchroton (DESY) in Hamburg hat man große Pläne: In einer internationalen Kollaboration soll unter Hamburgs Erde eine neue Beschleunigerstrecke entstehen, die es den Physikern erlauben würde, den Urknall nachzustellen. Jetzt legten die Forscher eine über 1.000 Seiten umfassende Machbarkeitsstudie vor. Das letzte Wort über das Milliardenprojekt hat nun die Bundesregierung.  

TESLA
TESLA-Beschleuniger. Bild: DESY 

Weniger als eine Billionstel Sekunde hat nach den Erkenntnissen der Wissenschaft vor etwa 15 Milliarden Jahren der Urknall gedauert, als eine unvorstellbar hohe Energiedichte bei ebenso nicht vorstellbaren Temperaturen explodierte und das Universum entstand. Ab 2011 will eine internationale zusammengesetzte Gruppe von Forschern in Norddeutschland den Urknall nachstellen, die Anfänge des Kosmos simulieren und in allen Einzelheiten im Experiment untersuchen. Dafür brauchen sie einen speziellen supraleitenden linearen Beschleuniger bis zu Tera-Elektronenvolt-Energien. Tera ist die wissenschaftliche Abkürzung für 1000 Milliarden. 

Milliarden wird auch das Projekt kosten, wenn es denn genehmigt wird: Für das unter Federführung des Deutschen Elektronen-Synchrotrons (DESY) in Hamburg geplante Vorhaben muss ein 33 Kilometer langer Tunnel angelegt werden, der zwischen zehn und 30 Meter tief unter der Erdoberfläche verläuft und dabei der Erdkrümmung folgt. Schon an den Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zu dem sogenannten TESLA-Linearbeschleuniger haben sich 41 wissenschaftliche Institutionen aus neun Ländern beteiligt. Das Projekt soll  3,877 Milliarden Euro,  also rund 7,6 Milliarden Mark, kosten, die sich auf zehn Jahre verteilen.

Wenn die hoch-beschleunigten Elektronen und Positronen frontal aufeinanderstoßen, bildet sich ein "Feuerball" von außerordentlich konzentrierter, reiner Energie. Sie simuliert die Energiekonzentration während der ersten Billionstel Sekunde nach dem Beginn des Universums. Wie im Urknall entstehen aus dieser Energie neue Elementarteilchen. So können die Physiker die Anfänge des Kosmos simulieren und in allen Einzelheiten im Experiment untersuchen. Das Projekt wird bis zum Sommer 2002 vom Wissenschaftsrat der Bundesrepublik begutachtet und kann dann von der Bundesregierung entschieden werden. Zu TESLA gehört auch ein neuer Röntgenlaser. Er übertrifft alle bisher verfügbaren Quellen von Röntgenstrahlen weit und erlaubt brillante Einblicke in atomare Dimensionen. Mit ihm würde es möglich sein, Materialien mit atomarer Genauigkeit räumlich abzubilden, ihre Veränderungen zeitlich zu verfolgen, also quasi zu filmen, und das sogar mit holographischen Aufnahmen. Die Forschung würde bisher unerreicht genaue Einblicke in den Aufbau und die Verhaltensweise von Materialstrukturen erhalten und so einen Zugang zur Entwicklung neuartiger Materialien schaffen.

Die Vorarbeiten für das Projekt haben nach Angaben von DESY innerhalb einer breit angelegten Zusammenarbeit von Wissenschaftlern aus neun Nationen schon 1992 begonnen. Dabei sei jetzt die Realisierbarkeit des Projektes bewiesen worden - es ist also entscheidungsreif. Dazu legten Ende letzter Woche die mittlerweile 41 beteiligten Institute aus neun Ländern auf einem wissenschaftlichen Kolloquium den Technical Design Report für TESLA vor. In fünf Bänden gibt er auf 1424 Seiten Aufschluss über alle wissenschaftlichen und technischen Details des Megaprojekts. An diesem Projektbericht haben 1134 Wissenschaftler aus 36 Ländern mitgearbeitet, was das große internationale Interesse an der Nutzung der Anlage dokumentiert. 

Nach Abschluss des Begutachtungs- und Genehmigungsverfahrens sowie der Planfeststellung für das Bauwerk und der internationalen Vereinbarungen könnte der Schildvortrieb für den Tunnel eventuell schon im Jahr 2003 beginnen. Nach achtjähriger Bauzeit könne somit etwa 2011 der Wissenschaft eine neuartige Anlage zur Verfügung stehen.

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