Antiprotonen unter Beschuss

  • 02. June 2015

Der Bau des Forschungszentrums FAIR in der Nähe von Darmstadt verzögert und verteuert sich. Aus diesem Grund wurde das Projekt strukturell und wissenschaftlich begutachtet.

Als Vielzweckmaschine für die Untersuchung von Atomkernen fernab der Insel der Stabilität, von Materie unter extremen Bedingungen und der Antimaterie-Materie-Wechselwirkung ist die Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR) geplant. Vor drei Jahren hat der Bau der rund 1,6 Milliarden Euro teuren Anlage am Rande von Darmstadt begonnen. Nach einigen Rückschlägen und Verzögerungen ist inzwischen klar, dass der bisherige Zeitplan mit einem Start der Experimente 2018 nicht mehr zu halten ist. Aus diesem Grund wurde FAIR Anfang des Jahres von einer Expertenkommission begutachtet. Die Kommission unter Leitung des CERN-Generaldirektors Rolf-Dieter Heuer ist zu dem Schluss gekommen, dass FAIR wissenschaftlich sehr gut, aber organisatorisch und strukturell kritisch zu bewerten sei. Im Februar hat die Expertengruppe Vertreter der vier Forschungsprogramme von FAIR getroffen, um abzuschätzen, wie sich deren internationale Wettbewerbsfähigkeit entwickeln wird, sollte sich FAIR möglicherweise bis 2025 verzögern. In Empfehlungen, welche die Kommission Mitte April veröffentlicht hat, wurde das Antiprotonenprogramm PANDA mit der geringsten Priorität versehen. Es würde erhebliches Entdeckungspotenzial an konkurrierende Projekte wie LHCb, Belle-II am japanischen Forschungszentrum KEK bzw. GlueX am Jefferson Lab in den USA verlieren und die großen anteiligen Kosten daher nicht rechtfertigen. Angesichts der erheblichen Verzögerungen beim Bau der Anlage und den dadurch bedingten Kostensteigerungen steht nun zu befürchten, dass der Teil von FAIR, der sich mit Antiprotonen befasst, entfallen könnte.

Das Urteil der Expertenkommission ist bei Hadronenphysikern auf viel Unverständnis gestoßen: „Die Einschätzung der Kommission ist schlichtweg falsch“, ärgert sich Ulf Meißner vom Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik in Bonn, „weltweit gibt es keinen einzigen Antiprotonenstrahl bei solchen Energien, daher werden große Teile des PANDA-Forschungsprogramms einzigartig sein, egal, wann FAIR schlussendlich starten kann.“ PANDA wäre beispielsweise das einzige Experiment, mit dem sich vollständig und systematisch nach neuartiger gluonischer Materie (Gluebälle, Hybride) suchen ließe. Mithilfe von Präzisionsexperimenten und entsprechend genauen Tests der Theorie könnte man besser verstehen, wie durch die starke Wechselwirkung Massen generiert werden oder warum Quarks eingesperrt sind (Confinement). Zudem würde PANDA genaue Strukturuntersuchungen des Nukleons ermöglichen und es erlauben, die Vernichtung von Antiprotonen in Kernmaterie zu analysieren und dabei gezielt neue Teilchen in Kernmaterie zu erzeugen.

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2018 sollte die Forschung bei FAIR losgehen, doch noch ist das Gelände lediglich eine riesige Baustelle direkt neben der GSI in Darmstadt. (Foto: Till Middlehauve für FAIR)

In zahlreichen vergangenen wissenschaftlichen Begutachtungen, beispielsweise durch den Wissenschaftsrat oder den FAIR Council, ist PANDA immer besondere wissenschaftliche Exzellenz bescheinigt worden. Bereits 2005 hatte es Diskussionen um die Realisierung von FAIR gegeben. In einer Diskussionsrunde im Berliner Magnus-Haus kamen selbst die Kritiker des Gesamtprojekts zu dem Schluss, dass Experimente mit gekühlten, hoch präzisen Antiprotonenstrahlen qualitativ wie quantitativ neue Resultate zur Hadronenspektroskopie liefern würden und daher ein Antiprotonenprogramm bei niedrigen Energien höchst sinnvoll sei. „Im Vertrauen auf die Entscheidung des Wissenschaftsrats und die Zusagen des BMBFs arbeiten mehr als 500 Wissenschaftler seit zehn Jahren an PANDA, viele junge Wissenschaftler haben ihre Karriere darauf ausgerichtet. Für uns alle kommt das Urteil der Kommission völlig überraschend und gleicht einem Schlag ins Gesicht“, verdeutlicht Ulrich Wiedner von der Uni Bochum, der elf Jahre lang Sprecher von PANDA war. Auch über die Begutachtung der Expertenkommission ärgert er sich: „In der Kommission gab es niemanden aus der Hadronenphysik, mit dem man über die Wissenschaft von PANDA hätte diskutieren können.“ Auf Nachfragen im Anschluss an die Begutachtung erhielten die Wissenschaftler keine Reaktion, Briefe an die Kommission und an den BMBF-Staatssekretär Georg Schütte, der die Expertenkommission einberufen hatte, blieben wissenschaftlich unbeantwortet. „Eine wissenschaftliche Diskussion ist uns bislang verweigert worden, das ist ein Unding“, sagt Ulrich Wiedner.

Weltweit gibt es massiv Unterstützung für die Hadronenphysik an FAIR, so haben sich zahlreiche Experten aus der Hadronenphysik per Brief an Georg Schütte gewandt, um die Bedeutung von PANDA zu unterstreichen und darum zu bitten, das Ranking der vier FAIR-Forschungsprogramme nochmals zu überdenken. Die Entscheidung sei entgegen jeder bisherigen sorgfältigen Evaluierung durch die internationale wissenschaftliche Community in den letzten zehn Jahren und entmündige einen großen Teil der europäischen Kernphysik-Community, die sich für das Antiprotonenprogramm bei FAIR eingesetzt hat. Würde Deutschland sich von diesem Experiment zurückziehen, würde dies seine Glaubwürdigkeit langfristig zerstören, ist beispielsweise der Direktor des Instituts für Hochenergiephysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften überzeugt, der seit 14 Jahren an BESIII arbeitet, also in gewisser Weise an einem Konkurrenzprojekt von PANDA.

Sicher ist derzeit, dass FAIR nicht 2018 in Betrieb gehen kann und dadurch unweigerlich auch die bislang veranschlagten Kosten steigen werden. Das BMBF, das mit dem Land Hessen zusammen 75 Prozent der Kosten trägt, hat allerdings bereits angekündigt, keine weiteren Mehrkosten zu übernehmen. „Wir arbeiten mit Hochdruck an einem neuen Zeit- und Kostenplan“, erklärt Karlheinz Langanke, der seit 2015 Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI ad interim ist.

Eine Entscheidung darüber, ob das PANDA-Experiment möglichen Kürzungen zum Opfer fallen muss, gibt es möglicherweise auf dem nächsten FAIR-Council Ende Juni, bei dem sich die Entscheidungsträger der FAIR-Partnerländer treffen. Bis dahin versuchen Ulf Meißner, Ulrich Wiedner und viele andere Kollegen, die internationalen Partner im FAIR-Council davon zu überzeugen, auf das Antiprotonenprogramm nicht zu verzichten. „Ich hoffe sehr, dass unsere Partnerländer einer Reduktion von FAIR nicht zustimmen werden“, wünscht sich Meißner. Auch die Geschäftsführung der GSI kämpft für ein breites, exzellentes Forschungsprogramm an FAIR: „Die Realisierung von FAIR muss wissenschaftsgetrieben sein“, sagt Karlheinz Langanke. „Das heißt, auch bei möglichen Einschnitten muss FAIR das wissenschaftlich runde Spitzenprojekt für Europa sein, an dem eine große Wissenschafts-Community in vielen Feldern Forschung von Weltrang betreiben kann.“

Maike Pfalz

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