WEBVTT NOTE Podcast: Raumzeit Episode: RZ115 CERN: ATLAS Publishing Date: 2023-09-24T22:38:42+02:00 Podcast URL: https://raumzeit-podcast.de Episode URL: https://raumzeit-podcast.de/2023/09/24/rz115-cern-atlas/ 00:00:34.698 --> 00:00:39.021 Hallo und herzlich willkommen zu Raumzeit, dem Podcast über Raumfahrt und andere. 00:00:39.021 --> 00:00:39.621 Kosmische Angelegenheiten. 00:00:41.063 --> 00:00:43.284 Mein Name ist Tim Pridlaff und ich sage hallo zur 115. 00:00:45.366 --> 00:00:51.474 Sendung und auch diese Folge ist eine Folge in der Serie hier vom CERN, 00:00:51.474 --> 00:00:57.155 dem großen Kernforschungsinstitut in der Schweiz könnte man sagen oder auch 00:00:57.155 --> 00:00:59.697 in Frankreich, teilweise so, teilweise so. 00:00:59.897 --> 00:01:05.301 Das merkt man hier gar nicht, wie man hier durch die Länder kreist und vor allem 00:01:05.301 --> 00:01:09.704 die großen Beschleunigerringe, die kümmern sich hier auch überhaupt nicht drumherum. 00:01:09.704 --> 00:01:13.707 Hier fliegen einfach die Teilchen von Land zu Land und kümmern sich nicht groß 00:01:13.707 --> 00:01:16.589 um die Politik. So soll es sein, denn hier geht es um Wissenschaft. 00:01:17.350 --> 00:01:24.055 Und heute ist der nächste Detektor dran. In der letzten Sendung haben wir ja 00:01:24.055 --> 00:01:25.255 schon über das CMS gesprochen. 00:01:26.637 --> 00:01:31.040 Einer der beiden großen, wichtigen Hauptdetektoren kann man sagen, 00:01:31.040 --> 00:01:35.243 die am Large Hadron Collider, dem großen 27 Kilometer Ring, 00:01:35.243 --> 00:01:43.569 dranhängen und dort sich in den Teilchenstrom hängen, um alles Mögliche mal 00:01:43.569 --> 00:01:46.291 nachzumessen, wie denn das nun eigentlich ist, so wie dieser Physik. 00:01:46.932 --> 00:01:54.737 Und jetzt schauen wir uns eben den zweiten an, den Atlas Detektor und um darüber 00:01:54.737 --> 00:01:58.179 zu Und zu sprechen begrüße ich meinen Gesprächspartner, nämlich Christoph Remser. Hallo. 00:01:58.179 --> 00:01:58.679 Hallo. 00:01:58.679 --> 00:02:00.960 Hallo Christoph, herzlich willkommen bei Raumzeit. 00:02:01.301 --> 00:02:02.161 Vielen Dank. 00:02:03.042 --> 00:02:07.044 Ja, ich hab's schon gesagt, also du bist Teil des Atlas Teams, 00:02:07.044 --> 00:02:11.487 Leiter seit 2016 glaube ich sogar schon, also eine ganze Weile und vielleicht 00:02:11.487 --> 00:02:13.067 sogar noch länger hier, das hören wir gleich. 00:02:13.067 --> 00:02:18.531 Mich würde nämlich mal interessieren, wie so dein Weg in die Wissenschaft gewesen ist. 00:02:20.017 --> 00:02:21.897 Und wo du dann am Ende hier gelandet bist. 00:02:21.897 --> 00:02:26.020 Ja das ist eigentlich eine schöne und tolle Geschichte. Ich bin immer, 00:02:26.020 --> 00:02:28.241 wenn ich so zurück gucke, finde ich das schon bemerkenswert. 00:02:28.461 --> 00:02:31.843 Also ich habe eigentlich angefangen, weil ich Geigenbau gemacht habe. 00:02:31.843 --> 00:02:32.703 Geigenbau? 00:02:32.703 --> 00:02:32.844 Ja. 00:02:34.985 --> 00:02:38.807 Und dann stellt man relativ schnell fest, wenn man Geigen bauen will oder andere 00:02:38.807 --> 00:02:42.329 Instrumente, da ist die Konkurrenz schon ziemlich hoch in der ganzen Welt. 00:02:42.329 --> 00:02:49.533 Und da was vernünftiges zu bauen, war schwierig. Und dann habe ich gedacht, 00:02:49.533 --> 00:02:53.275 was bräuchte man noch zusätzlich? Also nicht nur die Liebe zum Holz und zum 00:02:53.275 --> 00:02:54.416 Instrument und zur Musik. 00:02:55.216 --> 00:02:59.119 Und da war die Physik. Und da habe ich gedacht, gut, wenn du Physik kennst, 00:02:59.119 --> 00:03:01.981 kannst du vielleicht noch besser messen, wie so ein Instrument funktioniert, 00:03:01.981 --> 00:03:03.022 wie Schall funktioniert. 00:03:03.423 --> 00:03:05.144 Studiere nochmal Physik, dann wirst du besser. 00:03:05.484 --> 00:03:08.587 So mit den Frequenzüberlagerungen und Differenzen und so. 00:03:08.587 --> 00:03:13.590 Also das war so meine Hoffnung. Und dann ist es aber so, es gibt hier am CERN 00:03:13.590 --> 00:03:17.694 ein Sommerstudentenprogramm und durch das Studium an der Uni Bonn bin ich dann 00:03:17.694 --> 00:03:20.736 einfach durch Zufall hier in das Sommerstudentenprogramm am CERN reingekommen. 00:03:20.736 --> 00:03:23.398 Das war 1989, also schon relativ lang her. 00:03:24.559 --> 00:03:28.762 Und dann plötzlich kam ich in eine Welt, die völlig anders war als das, 00:03:28.762 --> 00:03:31.664 was ich kannte. Es war hier ein internationales Umfeld. 00:03:33.045 --> 00:03:37.389 89 war auch noch die Zeit, da gab es noch die Mauer. Und trotzdem war hier schon 00:03:37.389 --> 00:03:40.411 mein Supervisor aus der Sowjetunion noch. 00:03:40.411 --> 00:03:44.194 Das war André Linde übrigens, ein ganz bekannter Kosmologe. Der hat mich da hier betreut. 00:03:44.194 --> 00:03:49.182 Und zum ersten Mal, ich komme aus Westdeutschland, Da war das plötzlich so dieses 00:03:49.182 --> 00:03:54.340 grenzenlose, diese Wissenschaft, die Offenheit und es war toll das zu spüren 00:03:54.340 --> 00:03:55.581 und die ganzen anderen Studenten. 00:03:55.581 --> 00:04:00.904 Und dann war es auch noch das Jahr, wo in China das Massaker Tiananmen Square 00:04:00.904 --> 00:04:06.757 Studentenrevolte und CERN diente auch so als Auffanglager für Studenten und 00:04:06.757 --> 00:04:08.638 Professoren aus China, die fliehen mussten. 00:04:08.638 --> 00:04:11.330 Plötzlich war das hier voll mit Chinesen. 00:04:11.910 --> 00:04:17.273 Wir hatten da auch so in Baracken geschlafen hier, so drei Bettzimmer, 00:04:17.273 --> 00:04:21.295 so wie so eine alte Jugendherberge und dann waren wir so viele Leute hier plötzlich, 00:04:21.295 --> 00:04:22.616 dass wir Schichten schlafen mussten. 00:04:22.616 --> 00:04:26.238 Da wurde ich morgens von irgendjemandem geweckt, dann kam ich abends wieder 00:04:26.238 --> 00:04:29.119 ans Bett, da lag da wahrscheinlich ein anderer und diese Atmosphäre. 00:04:30.340 --> 00:04:34.542 Hier machen wir Wissenschaft, hier gehen wir vor allem Träumen nach, 00:04:34.542 --> 00:04:39.585 Die eigentlichen, das merkt man bei mir auch, das kennt man vielleicht, 00:04:39.585 --> 00:04:42.866 wenn man abends mal auf einer Wiese liegt und in die Sterne guckt. 00:04:42.866 --> 00:04:48.009 Das ist so ein irre Gefühl, wenn man einen tollen Himmel hat und dann diese 00:04:48.009 --> 00:04:50.400 Unendlichkeit des Weltraums sehen kann. 00:04:51.612 --> 00:04:56.035 Geht es eigentlich darum, hier kann man erforschen, woher kommt eigentlich das 00:04:56.035 --> 00:05:00.499 Ganze und woraus sind wir gemacht und vor allem wo geht es vielleicht auch noch hin. 00:05:02.080 --> 00:05:06.423 Wie entwickelt sich unser Weltall. Das war einfach faszinierend und von dem 00:05:06.423 --> 00:05:10.186 Moment an habe ich gesagt, na gut, lassen wir das mal mit dem Geigenbauen weiter. 00:05:11.307 --> 00:05:13.289 Jetzt ist mein Ziel hier, werde ich weiter. 00:05:13.289 --> 00:05:14.710 Hast du mal eine gebaut? 00:05:14.710 --> 00:05:15.370 Ja klar. 00:05:15.370 --> 00:05:16.711 Klang die auch so halbwegs? 00:05:17.712 --> 00:05:20.834 Die klangen nicht schlecht, also ich kam vor allem vom Cello, 00:05:20.834 --> 00:05:24.016 also das war ein Cello, die hab ich dann gemacht, aber ich hab auch eine Gitarre 00:05:24.016 --> 00:05:28.879 und so gebaut, aber das konnte man mit Kernforschung nicht mithalten. 00:05:28.879 --> 00:05:32.031 Genau, das konnte man nicht mithalten, weil das war wirklich so diese fundamentale 00:05:32.031 --> 00:05:35.584 philosophische Frage worum es hier ging war plötzlich spannend und das vor allem 00:05:35.584 --> 00:05:38.145 mit anderen Menschen zu machen und das ist großartig. 00:05:38.906 --> 00:05:42.748 Und dann habe ich mein Studium in Bonn weitergemacht und abgeschlossen und hatte 00:05:42.748 --> 00:05:46.171 dann erstmal Diplom und Doktorarbeit am DESI, am Deutschen Elektronen-Synchrotron, 00:05:46.171 --> 00:05:47.932 oben in Hamburg gemacht. 00:05:47.932 --> 00:05:51.834 Da gab es den tollen Beschleuniger HERA, der hat Elektronen auf Proton geschossen 00:05:51.834 --> 00:05:56.217 und da habe ich dann Erfahrung gesammelt im, nicht mehr Geigenbau, sondern Detektorbau. 00:05:56.638 --> 00:05:59.640 Und darauf habe ich mich auch spezialisiert. Wie baue ich Detektoren, 00:05:59.640 --> 00:06:04.443 um elementare Teilchen nachzuweisen und dann rauszufinden, wie funktioniert das Ganze. 00:06:05.504 --> 00:06:08.786 Und dann bin ich 1997 hier zum ersten Mal zum CERN gekommen, 00:06:08.786 --> 00:06:12.769 nach der Doktorarbeit als junger Fellow und plötzlich wieder diese Freiheit, 00:06:12.769 --> 00:06:16.631 die man hatte, diese internationalen großen Kollaborationen, das war großartig. 00:06:17.892 --> 00:06:22.495 Und dann wie es so ist, ergibt sich plötzlich, ja jetzt machen wir hier nochmal 00:06:22.495 --> 00:06:23.665 einen weiteren Postdoc. 00:06:23.665 --> 00:06:28.038 Da hatte ich dann so einen Limited Duration Contract bekommen. 00:06:28.038 --> 00:06:31.300 Und dann hörte der auf, dann hatte ich kurz eine Professur in Erlangen, 00:06:31.300 --> 00:06:35.743 an der Uni Erlangen für Astroteilchenphysik, um auch mal was anderes zu machen, 00:06:35.743 --> 00:06:38.905 weil man kann ja am besten lernen, indem man was anderen erklärt, 00:06:38.905 --> 00:06:40.485 da muss man ja selber viel lernen. 00:06:40.485 --> 00:06:43.547 Und dann war ich aber kaum hier weg, dann hat dann Cern wieder gesagt, 00:06:43.547 --> 00:06:48.310 ja wir bauen ja gerade die Detektoren für den LAC und es fehlt schon, 00:06:48.310 --> 00:06:51.072 dass du da bist, deswegen hier komm, bieten wir dir eine Stelle da dran. 00:06:51.072 --> 00:06:53.613 Und dann hab ich natürlich gesagt, ja gut, zurück hierher. 00:06:54.514 --> 00:06:58.676 Und damals war noch der Beschleuniger LEP, das war jetzt der Vorgänger von dem 00:06:58.676 --> 00:07:00.517 Large Hadron Collider, im selben Tunnel. 00:07:02.078 --> 00:07:06.300 Hat der Elektronen beschleunigt, Elektronen und Positronen aufeinander geschossen. 00:07:06.300 --> 00:07:09.562 Ich arbeitete damals bei einem Experiment, das nannte sich Opal. 00:07:10.530 --> 00:07:16.194 Und gleichzeitig war man aber auch schon dabei, Ende der oder in den 90ern, 00:07:16.194 --> 00:07:21.057 um die Entwicklung für die Detektoren des LHC zu machen. 00:07:21.057 --> 00:07:23.599 Und da habe ich dann beides gemacht. Es ist immer toll, wenn man zwei Sachen 00:07:23.599 --> 00:07:28.022 macht. Einmal die Physik mit dem existierenden Beschleuniger und dann gleichzeitig 00:07:28.022 --> 00:07:30.564 aber auch die Entwicklung für den neuen Beschleuniger. 00:07:33.727 --> 00:07:36.849 Und ja, dieses Feuer brennt eigentlich immer noch hier, muss ich sagen. 00:07:37.390 --> 00:07:42.533 Nicht schlecht. Genau so. Das heißt jetzt bist du Team von Atlas, 00:07:42.533 --> 00:07:46.196 aber du hast sozusagen, also du leitest nicht nur, du warst sozusagen auch an 00:07:46.196 --> 00:07:51.019 der Planung, an dem Bau selber konkret beschäftigt und damit also auch an der 00:07:51.019 --> 00:07:55.622 ganzen Konzeptionsphase, also wirklich von Anfang an. 00:07:55.753 --> 00:07:59.725 Und das ist ja eigentlich das Interessante, weil jetzt haben wir ja schon CMS 00:07:59.725 --> 00:08:05.249 angeschaut und es ist ja klar, dass Atlas und CMS im Prinzip ja die selbe Aufgabe haben. 00:08:05.430 --> 00:08:10.593 Sie sollen halt irgendwie diese Teilchen, die Hadronen, 00:08:10.593 --> 00:08:15.582 die dort beschleunigt werden, aufnehmen und in diesen Paketierungen, 00:08:15.582 --> 00:08:21.619 in die sie hereingeschossen kommen, dann eben kollidieren lassen und sich das anschauen. 00:08:23.180 --> 00:08:26.141 Aber eben auf eine andere Art und Weise als CMS. 00:08:28.744 --> 00:08:34.386 Und dann würde mich schon mal interessieren, wie es eigentlich dann sich genau 00:08:34.386 --> 00:08:39.169 auf diese beiden Konzepte ergeben hat, weil, 00:08:39.430 --> 00:08:45.174 Also hätte es noch drei, vier andere Varianten gegeben, die überhaupt in Frage 00:08:45.174 --> 00:08:48.677 gekommen wären oder war schon klar, wenn man zwei haben will, 00:08:48.677 --> 00:08:52.660 dann macht man es entweder so oder so, weil was anderes fällt uns nicht ein. 00:08:53.861 --> 00:08:56.883 Wie findet man da überhaupt den Ansatz und wie sortiert sich das dann überhaupt 00:08:56.883 --> 00:08:58.364 genau in diese zwei Konzepte? 00:08:58.364 --> 00:09:02.407 Ja das ist eigentlich eine spannende Frage. Ich persönlich glaube, 00:09:02.407 --> 00:09:05.309 würde ganz stark behaupten, das ist limitiert durchs Geld. 00:09:08.792 --> 00:09:12.815 Also Physiker und ihre Ideen und Visionen, da gibt es so viele, 00:09:12.815 --> 00:09:17.389 dass man wahrscheinlich von den Detektoren noch hätte 10 weitere mindestens bauen können. 00:09:17.819 --> 00:09:20.881 Das Problem ist nur, irgendwann muss man sie halt dann auch wirklich bauen und 00:09:20.881 --> 00:09:25.805 braucht dafür Geld und dann müssen sich halt die Leute zusammen finden, 00:09:25.805 --> 00:09:28.427 die sowas machen. Ich will da gleich noch mal drauf zurückkommen, 00:09:28.427 --> 00:09:30.989 aber erst noch mal ganz kurz, was sind eigentlich die Detektoren? 00:09:31.570 --> 00:09:38.091 Eigentlich sind das nur große Kameras, die um den Kollisionspunkt der Protonen, 00:09:38.091 --> 00:09:40.252 der Hadronen, wie du das auch gesagt hast, aufgebaut sind. 00:09:40.912 --> 00:09:42.612 Und eigentlich macht man Schnappschüsse. 00:09:43.392 --> 00:09:47.733 Man macht Schnappschüsse von so einer Kollision, weil wenn da zwei Protonen kollidieren, 00:09:47.733 --> 00:09:51.074 dann gilt wieder die alte einsteinische Formel, die kennt jeder, 00:09:51.074 --> 00:09:56.396 E gleich mc², da wird dann Energie in Masse umgewandelt, in Materie in verschiedene 00:09:56.396 --> 00:09:59.496 Teilchen und die fliegen dann von diesem Kollisionspunkt in alle Richtungen weg. 00:10:00.857 --> 00:10:04.699 Diese Detektoren sind nichts anderes als große Kameras, die man da drum setzt 00:10:04.699 --> 00:10:08.422 und dann macht man im Prinzip Bilder von solchen Kollisionen, 00:10:08.422 --> 00:10:12.845 also da wir so 40 Millionen Kollisionen pro Sekunde haben, sind das also riesen 00:10:12.845 --> 00:10:15.147 Kameras mit 40 Millionen Bilder pro Sekunde. 00:10:16.027 --> 00:10:19.370 Und dann, was wir dann mit diesen Bildern eigentlich machen ist, 00:10:19.370 --> 00:10:25.474 weil die Energie, mit der die Protonen da zusammenstoßen, entspricht der Energiedichte 00:10:25.474 --> 00:10:29.276 des frühen Universums ungefähr 10 und minus 12 Sekunden nach dem Urknall. 00:10:29.317 --> 00:10:32.198 Das heißt unsere Beschleuniger sind nichts anderes als riesen Zeitmaschinen 00:10:32.198 --> 00:10:35.220 und ich habe die Möglichkeit mit meinen Detektoren, mit meiner Kamera, 00:10:35.220 --> 00:10:38.822 Fotos zu machen vom frühen Universum. Total spannend. 00:10:39.263 --> 00:10:42.364 Und dann kann ich lämlich sagen, was passiert denn da eigentlich? 00:10:42.364 --> 00:10:46.987 Was ist denn zu dieser Zeit des frühen Universums wirklich passiert? 00:10:47.507 --> 00:10:52.050 Und dann gehe ich meine 40 Millionen Bilder pro Sekunde durch und dann lerne 00:10:52.050 --> 00:10:53.971 ich im Prinzip die Regeln des frühen Universums. 00:10:53.971 --> 00:10:59.654 Also so als Beispiel, wenn du Fußball nicht kennst, fängst du an oder irgendeinen 00:10:59.654 --> 00:11:03.416 anderen Sport, fängst du an Bilder zu gucken und mit den Bildern lernst du dann die Regeln. 00:11:04.397 --> 00:11:07.599 Und genauso machen wir das mit den Teilchen. Wir lernen die Regeln des frühen 00:11:07.599 --> 00:11:10.301 Universums durch diese Bilder kennen, die wir uns dann angucken. 00:11:10.862 --> 00:11:14.904 Und jetzt sind natürlich diese Kollaborationen, also diese Experimente wie ATLAS 00:11:14.904 --> 00:11:18.747 und CMS, da sagt halt jeder Physiker, ich kann die beste Kamera bauen. 00:11:18.747 --> 00:11:20.628 Und zwar sind die dann natürlich auch noch spezialisiert. 00:11:21.188 --> 00:11:26.151 Jede Kameralage kann ein bisschen was anderes als die andere und der eine Physiker 00:11:26.151 --> 00:11:30.594 sagt, ich kann super Kameralagen bauen, die können die Spuren der Teilchen super 00:11:30.594 --> 00:11:33.717 präzise vermessen, die vom Wechselwirkungspunkt wegfliegen. 00:11:33.717 --> 00:11:36.679 Andere sagen, ich kann super Kameras bauen, die können dann auch noch sagen, 00:11:36.679 --> 00:11:38.360 was für ein Elementarteilchen das war. 00:11:39.741 --> 00:11:42.703 Andere können sagen, ich baue dann auch noch so Kamerateile, 00:11:42.703 --> 00:11:45.545 die sagen dir die Energie von diesen Teilchen, die da durchgeflogen sind. 00:11:46.025 --> 00:11:49.497 Und wenn man das dann alles kombiniert, dann kriegt man halt dieses riesengroße Experiment. 00:11:52.889 --> 00:11:58.191 Ja wie es so ist, viele Physiker, tolle Ideen und eigentlich wenn man jeden 00:11:58.191 --> 00:12:02.873 fragt, sagt er ich baue jetzt einen super Detektor und die kommen ja auch, das ist ja keine. 00:12:41.108 --> 00:12:45.268 Hierarchische Bundeswehr oder so, wo irgendein General sagt so jetzt baut ihr das. 00:12:47.049 --> 00:12:50.902 Also zum Beispiel beim LHC, es ist nicht nur bei Atlas oder CMS, 00:12:50.902 --> 00:12:55.094 war es ganz klar, wir wollen das Higgs-Teilchen finden. Das war eines der großen Ziele. 00:12:56.676 --> 00:13:00.779 Also muss man die Kamera so bauen, dass sie sensibel darauf ist, 00:13:00.779 --> 00:13:04.461 dass sie Higgs-Teilchen, so wie wir sie vermuten, dass sie zerfallen, 00:13:04.461 --> 00:13:07.183 wirklich auch präzise und mit hoher Effizienz vermessen kann. 00:13:09.045 --> 00:13:13.968 Und zum Beispiel ein ganz klares Foto oder Signatur nennen wir das von einem 00:13:13.968 --> 00:13:18.231 zerfallenden Higgs-Teilchen, wenn es das gibt, sind zum Beispiel Elektronen, 00:13:18.231 --> 00:13:19.892 zwei Elektronen oder zwei Myonen. 00:13:19.892 --> 00:13:24.716 Also baut man dann die Kamera so, dass sie das super gut auflösen kann und dass 00:13:24.716 --> 00:13:27.938 man dann aus diesen zwei Elektronenspuren, die man vermessen kann, 00:13:27.938 --> 00:13:32.802 dann genau berechnen kann, was war die Masse des Teilchens, aus dem die beiden herausgekommen sind. 00:13:33.442 --> 00:13:37.195 Und das gibt sozusagen die Anforderungen an die Kamera und dann sagt jeder, 00:13:37.195 --> 00:13:39.947 ich habe da eine Idee, wie ich es mache. Und dann gehen sie los, 00:13:39.947 --> 00:13:42.468 rennen sie los und bauen dann so eine Art Prototypen. 00:13:43.130 --> 00:13:48.292 Und dann werden die dann getestet und mal ausprobiert und dann wird auch gezeigt, 00:13:48.292 --> 00:13:51.775 ja, das stimmt auch mit den Summulationen überein. Also es funktioniert genauso 00:13:51.775 --> 00:13:53.616 gut mit einer Auflösung, wie wir uns das erhofft haben. 00:13:54.790 --> 00:13:59.153 Und dann wird das auch noch in Tests bewiesen und dann etablieren sich langsam 00:13:59.153 --> 00:14:03.255 wirklich Technologien, welche man nehmen könnte und welche nicht. 00:14:03.255 --> 00:14:05.757 Dann gibt es dann Unterschiede. Die eine hat dann wieder so viel Material, 00:14:05.757 --> 00:14:07.038 dass die die Teilchen beeinflusst. 00:14:08.739 --> 00:14:12.881 Andere sind dann leichter, haben dann auch wieder Vorteile. Und irgendwo findet 00:14:12.881 --> 00:14:16.484 sich, ruckelt sich dann die ganze Gemeinschaft so zurecht, dass sie am Ende 00:14:16.484 --> 00:14:19.305 dann im Prinzip einen wissenschaftlichen Shootout machen. 00:14:19.305 --> 00:14:22.908 Und sagen, hier haben wir so ein Konzept, hier ist ein anderes Konzept, 00:14:22.908 --> 00:14:25.489 welches von den beiden nehmen wir jetzt für unsere Kamera? 00:14:26.130 --> 00:14:30.973 Und dann kommen so die Ideen. Und das andere sind natürlich was für Geldartner zur Verfügung. 00:14:32.274 --> 00:14:37.518 Aber es gab auch so Vorgänger-Detektor-Technik, die in gewisser Hinsicht auch 00:14:37.518 --> 00:14:40.280 so ein Leitmotiv dargestellt haben? 00:14:40.280 --> 00:14:44.002 Klar, weil alle kommen ja mit ihrer Erfahrung. Es ist ja nicht so, 00:14:44.002 --> 00:14:46.564 dass da irgendwelche Laien zusammenkommen, Sondern es sind meist Leute, 00:14:46.564 --> 00:14:51.728 die zum Beispiel schon eine Spurkammer, also ein Kamerateil aufbauen, 00:14:51.728 --> 00:14:53.569 die die Spuren der Teilchen ausliest. 00:14:55.141 --> 00:14:59.494 Das macht man ja schon seit den 70ern und noch älter, dass man solche Teilchenkameras baut. 00:15:00.134 --> 00:15:03.476 Und diese Erfahrung, da wollen sie dann immer sagen, jetzt kitzeln wir noch 00:15:03.476 --> 00:15:06.979 ein bisschen mehr raus, machen hier noch ein bisschen mehr Technologie und nehmen 00:15:06.979 --> 00:15:08.620 hier zum Beispiel neue leichte Materialien. 00:15:09.501 --> 00:15:13.217 Also ich ganz konkret habe bei einem Kamerateil des Atlas mitgearbeitet, 00:15:13.217 --> 00:15:15.665 war da auch lange Projektleiter. 00:15:17.127 --> 00:15:21.425 Der nannte sich der Übergangsstrahlungsdetektor und das ist eigentlich eine Spurkammer, 00:15:21.425 --> 00:15:25.773 funktioniert noch so ein bisschen wie so ein altes Geiger-Müller-Zellrohr, man hat so ein Röhrchen, 00:15:25.773 --> 00:15:30.696 innen drin ist ein dünner Draht gespannt, in dem Röhrchen ist ein Gas und zwischen 00:15:30.696 --> 00:15:33.994 der Röhrchenwand und dem Draht ist ein elektrisches Feld und wenn da jetzt so 00:15:33.994 --> 00:15:39.042 ein Teilchen durchfliegt, Dann ionisiert es das Gas und die Elektronen driften 00:15:39.042 --> 00:15:40.623 hin zum Draht und machen da ein Signal. 00:15:40.623 --> 00:15:44.626 Und wenn du dann über 100.000 von solchen Röhrchen hast, dann siehst du wirklich 00:15:44.626 --> 00:15:49.170 wie so Perlen auf einer Schnur, wo das Teilchen lang geflogen ist. 00:15:49.530 --> 00:15:52.782 Dann spricht das eine Röhrchen an, dann das andere. Und wenn man das dann visualisiert, 00:15:52.782 --> 00:15:55.294 sieht man richtig, ja da ging eine Spur lang. 00:15:55.815 --> 00:15:59.857 Und dieser Übergangsstrahlungsdetektor kann dann auch zusätzlich sagen, 00:15:59.857 --> 00:16:02.479 was für ein Teilchen das war. War das ein Elektron oder ein Pion, 00:16:02.479 --> 00:16:06.422 was da durchgeflogen ist? Und den ersten habe ich damals bei Zeuss bei Hera 00:16:06.422 --> 00:16:08.383 gebaut. Das habe ich da am Liese gelernt. 00:16:08.984 --> 00:16:12.586 Und dann hatte man die Ideen dann auch, wie kann man das hier besser machen. 00:16:12.586 --> 00:16:17.109 Jetzt hatte man neue Materialien, Verbundstoffe, so Carbon, Fibers und so was, alles hat Spaß gemacht. 00:16:17.290 --> 00:16:21.392 Und damit hat man das dann optimiert. Und andere Kollegen zum Beispiel, 00:16:21.392 --> 00:16:26.214 die waren es gewohnt große Detektorteile zu bauen, die haben die Energie von Teilchen gemessen. 00:16:26.874 --> 00:16:29.996 Kalorimeter nennen sich die. Und da hat man dann auch neue Ideen gehabt, 00:16:29.996 --> 00:16:31.997 wie kann man die noch größer und noch präziser machen. 00:16:32.557 --> 00:16:35.538 Und da, wie gesagt, gab es dann immer solche Kollaborationen, 00:16:35.538 --> 00:16:39.260 die erst mal Prototypen gemacht haben und diese Prototypen wurden dann zum Beispiel 00:16:39.260 --> 00:16:43.822 auch in Teststrahlen hier am CERN getestet und dann hat man gesehen, 00:16:43.822 --> 00:16:45.143 was ist die Performance? 00:16:46.343 --> 00:16:48.604 Was ist der Preis? Und dann konnte man sich auch was einigen. 00:16:51.247 --> 00:16:57.211 Es gab ja glaube ich auch andere Planungen vorher, so Eagle oder Escort, 00:16:57.211 --> 00:17:01.013 das waren so ähnliche Detektorkonzepte oder die sind auch gebaut worden? 00:17:01.013 --> 00:17:05.957 Ne, die wurden, also das sind solche Konzepte, ich sagte ja am Anfang tun sich 00:17:05.957 --> 00:17:08.719 dann die Freunde zusammen und sagen jetzt bauen wir mal einen und dem geben 00:17:08.719 --> 00:17:10.961 wir mal einen Namen. Also für Physiker ist es immer wichtig, 00:17:10.961 --> 00:17:12.442 dass ein Projekt einen geilen Namen hat. 00:17:13.483 --> 00:17:17.505 Da wird auch alles getan, dass es am Ende eine Abkürzung ist, 00:17:17.505 --> 00:17:21.508 die noch cool klingt, auch wenn es mit dem Begriff nichts mehr zu tun hat. 00:17:21.508 --> 00:17:26.011 Klar. Da ist Atlas auch ein gutes Beispiel für, finde ich. 00:17:26.011 --> 00:17:30.274 Furchtbar, ich kann mir das nicht vorstellen. Ateroidal Apparatus for LHC Physics, 00:17:30.274 --> 00:17:34.437 also es ist ein echtes Konstrukt, klar. Da sind die CMS Kollegen ein bisschen 00:17:34.437 --> 00:17:38.239 kreativer gewesen. Ich weiß nicht, ob das kreativer hält. 00:17:38.239 --> 00:17:43.162 Ja gut, stimmt. Am Ende ist es einfach nur ein Drei Buchstaben Abkürzung. 00:17:45.195 --> 00:17:49.167 Trotzdem, dann nennt man natürlich auch seine Vorläufer oder seine Ideenprojekte, 00:17:49.167 --> 00:17:51.809 denen gibt man natürlich auch Namen. Muss sein. 00:17:55.733 --> 00:17:59.315 Und dann versucht man halt diese Dinger, die man sich vorgenommen hat, 00:17:59.315 --> 00:18:04.739 ob Eagle oder Ascot heißt, Prototypen zu bauen, das dann zu testen und wie gesagt, 00:18:04.739 --> 00:18:08.022 wenn man dann gesagt hat, der von Eagle funktioniert aber jetzt besser als der 00:18:08.022 --> 00:18:11.882 von Ascot, Dann sagt man, okay, diese Kamerakomponente nehmen wir jetzt von dem. 00:18:13.438 --> 00:18:18.601 Diese Kamerakomponente von dem anderen und so bauen sich dann die Nachfolger, 00:18:18.601 --> 00:18:21.863 also Atlas, dann zusammen aus mehreren Konzeptstudien. 00:18:23.524 --> 00:18:28.267 Das Wichtige und das ist das, was die Teilchenphysiker eigentlich super können. 00:18:29.268 --> 00:18:31.949 Eigentlich ist es ja so, wenn man ein Konzept hat und das wird nicht genommen, 00:18:31.949 --> 00:18:35.211 da ist ja jeder erst mal stinkbeleidigt und das ist furchtbar. 00:18:36.432 --> 00:18:39.174 Vor allem muss man sich auch vorstellen, die haben ja auch Geld, 00:18:39.174 --> 00:18:43.907 die Leute. Und eigentlich will man ja das Geld dann haben, um das in seine Kamerakomponente, 00:18:43.907 --> 00:18:45.938 Detektorkomponente zu packen. 00:18:46.659 --> 00:18:50.411 Und man muss dafür immer sorgen, in der Soziologie der Kollaboration, 00:18:50.411 --> 00:18:52.083 dass man keine Verlierer schafft. 00:18:52.963 --> 00:18:56.376 Und das ist eigentlich ganz wichtig. Deswegen nimmt man den wissenschaftlichen, 00:18:56.376 --> 00:19:00.089 versucht man das über einen ganz wissenschaftlichen Ansatz, welches funktioniert 00:19:00.089 --> 00:19:02.470 besser und welches ist vielleicht günstiger. 00:19:04.653 --> 00:19:07.915 Also Preis-Nutzen-Verhältnis und dann einigt man sich. Und dann versucht man 00:19:07.915 --> 00:19:10.897 auch den anderen, den Konkurrenten aber dann auch wieder an Bord zu holen, 00:19:10.897 --> 00:19:12.198 sodass man das dann zusammen macht. 00:19:12.719 --> 00:19:16.801 Und nur so erreicht man es dann, dass plötzlich 3000 Leute, wie in dem Fall 00:19:16.801 --> 00:19:21.685 der Atlas-Kollaboration, zusammenhalten und hinter einem einzigen Konzept stehen, 00:19:21.685 --> 00:19:26.368 was sie vorher von ihren verschiedenen Studien übernommen haben. Das ist faszinierend. 00:19:29.191 --> 00:19:33.854 Es ist ja in der Regel sehr international aber auch sehr europäisch geprägt. 00:19:35.796 --> 00:19:38.137 Aber bei Atlas gab es auch so eine US Komponente. 00:19:39.298 --> 00:19:43.600 Sogar bei CMS mehr natürlich. Aber das hat auch bei uns Tradition. 00:19:44.561 --> 00:19:50.093 Also natürlich das CERN ist ein europäisches Labor. Das heißt es sind nur europäische 00:19:50.093 --> 00:19:54.365 Länder die im Prinzip im Rat, im Council daher kommt der Name, 00:19:54.365 --> 00:19:57.966 Konseil Europäens pour la Recherche Nucléaire, also im Ratssitzen. 00:20:04.896 --> 00:20:08.679 Diese Länder, die das CERN betreiben und da auch Mitgliedsbeitrag bezahlen, 00:20:08.679 --> 00:20:12.141 die entscheiden natürlich über das wissenschaftliche Programm. 00:20:12.141 --> 00:20:15.784 Aber dennoch ist es so, dass es auch viele Leute und Wissenschaftler in anderen 00:20:15.784 --> 00:20:21.048 Ländern gibt, Japan, USA, weiß Gott, you name it, die wollen gerne da auch mitmachen. 00:20:22.910 --> 00:20:26.792 Und unsere Gemeinschaft, die Gemeinschaft der Forschenden, ist derartig immer 00:20:26.792 --> 00:20:30.114 schon international, dass es natürlich gar keine Frage ist. klar macht ihr mit. 00:20:30.114 --> 00:20:31.975 Ihr bezahlt dann halt auch einen Teil des Experiments. 00:20:32.356 --> 00:20:35.558 Ihr übernehmt auch Pflichten. Das ist auch ganz wichtig. Das muss ja alles betrieben 00:20:35.558 --> 00:20:37.119 werden. Aber dann macht ihr mit. 00:20:37.480 --> 00:20:40.081 Das heißt aber nicht, dass die jetzt über das CERN bestimmen können. 00:20:40.081 --> 00:20:43.223 Das ist okay, aber das ist den Wissenschaftlern eigentlich auch erstmal egal. 00:20:45.846 --> 00:20:50.308 So, was wurde denn dann beschlossen, was man bauen soll? Also wir hatten ja 00:20:50.308 --> 00:20:57.113 mit dem CMS schon gesprochen und das wesentliche Merkmal des CMS steckt ja auch im Namen. 00:20:57.654 --> 00:21:02.116 Es steht für Solenoid, also letzten Endes eine große Spule, 00:21:02.116 --> 00:21:06.779 eine Riesenspule, die sozusagen dieses Magnetfeld erzeugt, 00:21:06.779 --> 00:21:09.701 was ja immer erforderlich ist bei dieser ganzen Geschichte, weil man will ja 00:21:09.701 --> 00:21:12.542 diese hochenergetischen Teilchen, die in alle Richtungen platzen, 00:21:12.542 --> 00:21:17.445 irgendwie im Zaum halten und dabei eben vermessen. 00:21:20.167 --> 00:21:25.610 Beim Atlas steckt es auch im Namen, das ist das T-Toroidel, besser bekannt als Donut. 00:21:28.152 --> 00:21:29.332 Also sozusagen so ein Ringkernmagneten. 00:21:31.774 --> 00:21:37.159 Ja also erstmal haben sie beide natürlich ein Solonoin, aber das ist schon richtig. 00:21:37.159 --> 00:21:43.626 CMS hat einen riesengroßen Trump, während Atlas hat einen anderen Ansatz von 00:21:43.626 --> 00:21:45.047 dem ganzen Magnetsystem her. 00:21:45.047 --> 00:21:49.511 Und zwar hat man einmal bei Atlas dann gesagt, gut, oder das ist eigentlich 00:21:49.511 --> 00:21:53.075 auch bei CMS genau dasselbe erstmal, hinter den Kollisionspunkt. 00:21:53.696 --> 00:21:56.038 Die erste Kameralage, die man braucht. 00:21:57.102 --> 00:22:00.564 Das sind Spurdetektoren, die dann nämlich genau vermessen können, 00:22:00.564 --> 00:22:04.807 wie die Spuren von den kollidierenden oder die Teilchen von den kollidierenden 00:22:04.807 --> 00:22:06.028 Protonen weggeflogen sind. 00:22:06.409 --> 00:22:10.542 Und da sind die Konzepte mit sogenannten Siliziumdetektoren, 00:22:10.542 --> 00:22:16.306 Siliziumpixeldetektoren und Siliziumstreifendetektoren sehr ähnlich von Atlas und CMS. 00:22:16.306 --> 00:22:24.242 Also da, ein Experte bei Atlas, der kennt auch das CMS-System und umgekehrt. 00:22:25.783 --> 00:22:28.585 Das CMS-System ist was die Siliziumdetektoren angeht größer, 00:22:28.585 --> 00:22:33.708 weil damals hatte man noch nicht so viel Erfahrung mit diesen Siliziumdetektoren 00:22:33.708 --> 00:22:36.610 und die waren halt mutig und haben gesagt, wir bauen ein ganz großes System. 00:22:36.610 --> 00:22:40.893 Bei Atlas waren wir dann ein bisschen konservativer und haben vor allem aber 00:22:40.893 --> 00:22:47.498 auch gesagt, es ist auch wichtig, schon in dem Spursystem Teilchen identifizieren zu können. 00:22:47.498 --> 00:22:49.930 Dass man sagen kann, das ist ein Proton, das ist ein Elektron, 00:22:49.930 --> 00:22:52.481 das ist ein Pion oder das ist ein Myon oder weiß Gott was. 00:22:53.963 --> 00:23:00.637 Und deswegen hat der Atlas Silizium Detektor Pixel und Streifen noch diesen 00:23:00.637 --> 00:23:02.588 Übergangsstrahlungsdetektor TRT, 00:23:02.588 --> 00:23:07.512 das ist im Prinzip diese Röhrchen, die ich eben beschrieben hatte, 00:23:07.512 --> 00:23:13.936 drumherum und da kann man dann auch noch Spuren nochmals zusätzlich vermessen 00:23:13.936 --> 00:23:15.777 aber vor allem auch sagen, was für ein Teilchen das war. 00:23:16.097 --> 00:23:19.219 Das war eine ganz wichtige Sache, die wir uns damals überlegt hatten, 00:23:19.219 --> 00:23:24.502 weil auf der Suche nach dem Higgs war es wichtig, Zerfälle des Higgs-Teilchens in Elektronen. 00:23:26.883 --> 00:23:29.685 Genau aufzuzeichnen und genau zu vermessen, weil da wusste man, 00:23:29.685 --> 00:23:32.987 da kann man ganz genau die Masse des Higgs-Teilchens damit bestimmen. 00:23:33.568 --> 00:23:36.989 Und dadurch, dass diese Event-Bilder, 00:23:36.989 --> 00:23:41.953 also diese Fotos, die man macht, die sind ja so voll von allen möglichen Teilchen 00:23:41.953 --> 00:23:45.595 und wenn man da dann diese Elektronen ganz genau sehen und vermessen kann, 00:23:45.595 --> 00:23:49.417 dann hilft das schon auf der Suche nach dem Higgs und es hilft auch später das 00:23:49.417 --> 00:23:55.201 sogenannte Kalorimeter, das dann um die Spurdetektoren gebaut ist, 00:23:55.201 --> 00:23:56.921 auch noch zu kalibrieren. 00:23:58.243 --> 00:24:02.806 Das war ganz wichtig. Und dann gehen die Unterschiede auch weiter, 00:24:02.806 --> 00:24:06.989 nämlich bei Atlas kommt dann erstmal eine Spule, ein Supraleitender Magnet, 00:24:06.989 --> 00:24:08.690 tatsächlich um diese Spurdetektoren. 00:24:10.371 --> 00:24:13.853 Und der Magnet hat ja eigentlich nicht die Aufgabe, die Teilchen zusammenzuhalten, 00:24:13.853 --> 00:24:18.977 sondern das ist eigentlich so, geladene Teilchen in einem Magnetfeld fliegen so eine gekrümmte Bahn. 00:24:20.639 --> 00:24:24.121 Und aufgrund der Krümmung kann man dann einmal sagen, sind die positiv oder 00:24:24.121 --> 00:24:27.273 negativ geladen, weil die einen krümmen sich in die eine Richtung und die anderen 00:24:27.273 --> 00:24:31.266 in die andere. Und man kann vor allem sagen, wie viel Energie haben die oder 00:24:31.266 --> 00:24:32.436 wie schnell sind die Teilchen. 00:24:32.887 --> 00:24:36.249 Wir nennen das Energie, aber im Prinzip wie schnell sind diese Teilchen. 00:24:36.750 --> 00:24:40.792 Ein ganz schnelles Teilchen wird in diesem Magnetfeld ganz wenig nur gekrümmt. 00:24:40.792 --> 00:24:45.115 Ein total langsames Teilchen ziemlich stark, das macht sogar schon fast so Kringelchen. 00:24:46.636 --> 00:24:51.219 Und damit kann man dann auch, wenn man die Energie dieser Teilchen präzise vermisst, 00:24:51.219 --> 00:24:56.763 kann man genauer auch berechnen, woher aus welchen Teilchen Zerfall kommen, 00:24:56.823 --> 00:24:59.304 diese Spuren, die wir jetzt gerade gemessen haben. 00:24:59.765 --> 00:25:04.987 Und dann hat der Atlas schon einen kleineren Magneten um diese Spurkammern und 00:25:04.987 --> 00:25:10.370 dann kommen bei Atlas noch Kalorimeter, die vermessen dann die Energien der Teilchen ganz genau. 00:25:10.370 --> 00:25:14.792 Und dann kommt noch eine entscheidende Detektorkomponente, sowohl bei CMS als 00:25:14.792 --> 00:25:16.493 auch bei Atlas. Das sind die sogenannten Möhrenkammern. 00:25:17.564 --> 00:25:21.007 Myonen kennt man klar, kosmische Strahlung, sind ja immer da. 00:25:23.209 --> 00:25:27.612 Fliegen sind die schweren Brüder der Elektronen. Und wann immer so in so einem 00:25:27.612 --> 00:25:32.375 Foto so ein schwerer Bruder eines Elektrons auftaucht, kann man schon sagen, 00:25:32.375 --> 00:25:34.256 oh, das ist wahrscheinlich ein interessantes Foto. 00:25:34.256 --> 00:25:37.959 Und wir wissen auch, Higgs zerfällt auch gerne in zwei Myonen. 00:25:37.959 --> 00:25:40.661 Das heißt, wenn ich diese Sache auch noch ganz präzise messen kann, 00:25:40.661 --> 00:25:44.924 dann habe ich vielleicht noch höhere Statistik, um die Masse des Higgs-Teilchens zu finden. 00:25:45.064 --> 00:25:49.146 Und deswegen hat ATLAS noch in diesen Myondetektoren, die ganz außen sind, 00:25:49.146 --> 00:25:53.738 ein zusätzliches Magnetsystem eingebaut und das sind diese acht Toroidspulen, 00:25:53.738 --> 00:25:59.710 die eigentlich dann nochmal genau in dem Myondetektor ein gutes präzises magnetisches 00:25:59.710 --> 00:26:04.072 Feld erzeugen, dass man diese Spuren der Myonen in den Myonenkammern auch noch 00:26:04.072 --> 00:26:05.233 sehr präzise vermessen kann. 00:26:05.593 --> 00:26:09.154 Und das ist ein großer Unterschied zwischen ATLAS und CMS. 00:26:09.154 --> 00:26:15.837 Ah, verstehe. Das heißt im Prinzip für das Hauptmagnetfeld, was erstmal für 00:26:15.837 --> 00:26:19.078 die Primärkrümmung sorgt, da sind sie sich eher ähnlich. 00:26:19.739 --> 00:26:23.980 Aber es kommt sozusagen in dieser allerletzten Stufe, in dieser Myonschicht 00:26:23.980 --> 00:26:29.243 sozusagen, kommt nochmal was so um sozusagen die, was kann man dann, 00:26:29.243 --> 00:26:33.154 dann kann man die Energie noch genauer messen oder? 00:26:33.504 --> 00:26:39.468 Genau, dann hat man da noch eine höhere Präzision um die Energie oder Geschwindigkeit zu verändern. 00:26:40.189 --> 00:26:46.273 Präzision, das ist eigentlich das worum es geht. Gerade wenn man am Ende so 00:26:46.273 --> 00:26:52.478 viele Milliarden Kollisionen beobachtet und da eine statistische Aussage draus machen will, 00:26:52.478 --> 00:26:56.460 dann wäre ja quasi eine Ungenauigkeit die einmal auftritt, tritt ja dann auch 00:26:56.460 --> 00:27:01.223 milliardenfach auf und dann multipliziert sich das dann entsprechend. 00:27:03.146 --> 00:27:08.661 Das heißt der Aufbau der beiden Detektoren ist so unterschiedlich eigentlich 00:27:08.661 --> 00:27:15.422 nicht, wo zieht man denn dann quasi die Grenze, dass man sagt, 00:27:15.847 --> 00:27:22.081 Es ist aber jetzt unterschiedlich genug, sodass wir eben auch wirklich das eine 00:27:22.081 --> 00:27:25.614 zur Überprüfung des anderen heranziehen können, 00:27:25.614 --> 00:27:28.636 weil das Ziel der ganzen Idee ist ja nicht nur, 00:27:28.636 --> 00:27:33.900 dass man zwei hat, weil die dann, was weiß ich, wenn der eine einen Defekt hat, 00:27:33.900 --> 00:27:36.662 dann ist der andere immer noch heile, Sondern es geht ja auch darum, 00:27:36.662 --> 00:27:40.705 konzeptionell anders zu arbeiten, damit man eben nicht schon in seiner Messmethode 00:27:40.705 --> 00:27:42.767 selber so ein Bias mit drin hat 00:27:42.907 --> 00:27:48.071 und am Ende irgendetwas meint festzustellen, was tatsächlich nur in dieser technischen 00:27:48.071 --> 00:27:51.394 Konstellation auftritt, aber ansonsten halt nie auftreten würde. 00:27:51.394 --> 00:27:53.375 Das ist ja sozusagen der Hintergedanke, warum 00:27:53.375 --> 00:27:57.358 man überhaupt zwei solche General-Purpose-Detektoren ja auch hinbaut. 00:27:59.380 --> 00:28:03.833 Aber wenn jetzt sozusagen der große Magnet ist identisch und die Spurdetekstitution 00:28:03.833 --> 00:28:06.966 ist ähnlich, dann die nächste Phase war ein bisschen anders. 00:28:08.567 --> 00:28:13.310 Woran kann man das auch quantifizieren, dass das anders genug ist? 00:28:14.050 --> 00:28:17.432 In so einer wissenschaftlichen Bewertung wird das ja wohl auch genau gemacht 00:28:17.432 --> 00:28:22.414 worden sein. Es wird ja sicherlich die Pläne auf dem Tisch gewesen sein und 00:28:22.414 --> 00:28:25.756 jemand wird gesagt haben müssen, okay das ist jetzt auch anders genug. 00:28:26.657 --> 00:28:36.642 Ne, das an sich, es gab so kein Komitee, von äußeren Experten oder von nicht 00:28:36.642 --> 00:28:39.843