Einmal um die Welt und zurück ...

Von Thomas Ziegler, ehemaliger Physik-Doktorand

Gerade sitze ich in der Experimentierhalle von Belle, einem Detektor am KEK in Tsukuba, etwa 60 km nördlich von Tokio gelegen, und denke über meinen Werdegang als Physiker nach. Die Erfahrungen, die ich bis jetzt gemacht habe, sind ungemein vielfältig und spannend und haben keine Zeit für Langeweile aufkommen lassen. Gerade auch  hier in Japan sind sie nicht auf die Physik beschränkt und außer dem (beinahe lächerlichen) Versuch, die Sprache zu lernen, bekommt man doch eine Ganze Menge von Land und Leuten mit.

Das Ganze begann, als ich nach meiner Zeit in der Bundeswehr das Studium der Physik an der Johannes Gutenberg-Universität in Mainz aufnahm. Besonders die  Experimentalvorlesungen waren immer ein Spaß, der nicht selten ein bisschen an die Knoff-Hoff-Show erinnerte. Da ließ sich der Professor schon mal auf 10.000 Volt aufladen, was eindrucksvoll an den zu Berge stehenden Haaren deutlich wurde, oder er führte eigenhändig Effekte der Akustik auf seiner Violine vor.

Meine ersten Erfahrungen in der Forschung sammelte ich bereits während meines Studiums, als ich nach dem Vordiplom ein Jahr in Uppsala in Schweden verbrachte. Anstatt Vorlesungen zu hören, arbeitete ich in einer Arbeitsgruppe mit, die Fullerene untersuchte – aus 60 Kohlenstoffatomen bestehende Moleküle von fußballähnlicher Struktur.  Das im Studium erworbene Wissen konnte endlich in der Praxis angewandt werden und viele neue Aspekte der Physik kamen hinzu, die sich im Studium nicht so leicht  vermitteln lassen. Die Arbeit mit einem ‚Atom-Kraftmikroskop’, mit dessen Hilfe einzelne Moleküle sichtbar werden, und eine Vielzahl weiterer Untersuchungsmethoden machten diese Zeit zu einem unvergesslichen Erlebnis. Dabei beeindruckte mich insbesondere auch die ausgesprochen gute und konstruktive Arbeitsatmosphäre einer internationalen Arbeitsgruppe, in der unter anderem Forscher aus Amerika und Brasilien, Bulgarien und Russland gemeinsam an verschiedenen Projekten arbeiteten.

Nachdem ich in Mainz dann die letzten Vorlesungen gehört hatte, nahm ich die Diplomarbeit auf, in der ich mich mit Effekten der starken Wechselwirkung bei hochenergetischen Elektron-Positron-Kollisionen beschäftigte. Diese Arbeit basierte auf Daten, die mit ALEPH aufgenommen wurden, einem der insgesamt vier Großexperimente am LEP-Beschleuniger beim CERN in Genf. Die interessante Aufgabenstellung und die Erfahrungen, die ich bei mehreren Forschungsaufenthalten am CERN sammeln konnte, machten die Entscheidung leicht, für die ersten beiden Jahre der sich nahtlos anschließenden Doktorarbeit nach Genf zu gehen und die  Verantwortung für ein Laserkalibrationssystem bei ALEPH zu übernehmen. Die Hardware- Erfahrungen, die ich dort sammeln konnte, wurden durch hervorragende Kollegen zu einem Spaß, der die Arbeit manchmal beinahe vergessen ließ.

Außerdem bekam ich damals erstmals Kontakt mit der Physik der kosmischen Höhenstrahlung – einem Arbeitsfeld, das außerordentlich attraktiv ist und in dem noch viele Fragen offen sind: Im Rahmen des Projekts „CosmoALEPH“ wurde der ALEPH-Detektor eingesetzt, um Teilchenschauer zu untersuchen, die beim Auftreffen kosmischer Teilchen auf die Erdatmosphäre entstehen.

Nach Abschluss meiner Doktorarbeit entschied ich mich, für einige Zeit in der freien Wirtschaft tätig zu sein, und so arbeitete ich für ein halbes Jahr in einem Software-Consultingunternehmen in Genf. Diese Zeit war ausgesprochen ereignisreich und vermittelte Erfahrungen, die ich in der Physik schwerlich hätte machen können. Vor allem erkennt man dabei, dass man als Physiker doch eine recht zielorientierte und konstruktive Arbeitsweise erlernt hat, die man hervorragend in der Wirtschaft anwenden kann.

Während des Studiums fragt man sich ja schon gelegentlich, ob die Übungsaufgaben, mit denen man sich im Studium manchmal stundenlang herumschlägt, denn irgendeinen  Nutzen für die spätere Laufbahn haben. Im Rückblick denke ich, es ist häufig einfach die ergebnisorientierte Auseinandersetzung mit den jeweiligen Aufgabenstellungen, die das Physikstudium zu einer hervorragenden Ausbildung machen: Man lernt eine sehr systematische Art und Weise, an Probleme heranzugehen. Spätestens während der  Diplomarbeit findet man dann auch eigenständig Antworten auf Fragen, die nicht so einfach irgendwo nachgelesen werden können.

Als mir dann aber eine Stelle als Forscher an der Princeton University (USA) angeboten wurde, nahm ich diese Möglichkeit wahr und begann die Arbeit am Belle Experiment in Japan. Das Experiment zeichnet Zerfälle von so genannten B-Mesonen auf, die wichtige Erkenntnisse über die so genannte CP-Verletzung der schwachen Wechselwirkung  liefern. Daraus lassen sich unter anderem wichtige Informationen zum Rätsel der Materie-Antimaterie-Asymmetrie im Universum ableiten.

Meine erste Aufgabe bei Belle war die Entwicklung eines „Triggerboards“: Das ist eine hochkomplexe Logik-Schaltung, die ständig die einzelnen Detektorkanäle überwacht und innerhalb kürzest möglicher Zeit entscheidet, wann die automatische Auslese und Speicherung der Messdaten ausgelöst – also ein „Ereignis“ registriert – werden soll.

Die  Grundlagenforschung ist sicherlich einer der interessantesten und vielfältigsten Arbeitsbereiche für Physiker. Über die reine Wissenschaft hinaus ergeben sich vielfältige  Erfahrungen, die in kaum einem anderen Bereich in dieser Weise möglich sind. Nicht zuletzt leistet der unter Physikern selbstverständliche intensive internationale Austausch  auch einen wichtigen Beitrag zur Völkerverständigung.

März 2005