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Im Humboldt-Jahr 2019: Prof. Dr. Kai Zuber, ehemaliger Schüler der Alexander-von-Humboldt-Schule, referierte über die kleinsten Teilchen der WeltKlein, kleiner, Neutrino

LAUTERBACH (ol). Kann Physik cool sein? Kann Kernphysik Jugendliche begeistern? Und wenn ja, wie macht man das? Prof. Dr. Kai Zuber weiß es offenbar. 1983 hat der gebürtige Schlitzer sein Abitur an der Alexander-von-Humboldt-Schule abgelegt, 2015 war er im Team der Nobelpreisträger Takaaki Kajita und Arthur McDonald und, als er vor wenigen Tagen in Jeans und Planeten-T-Shirt vor einer großen Schülergruppe an seiner ehemaligen Schule sprach, wurde er schon vor seinem ersten Wort mit begeistertem Applaus begrüßt.

In der Pressemitteilung heißt es, Thomas Decher, Physiklehrer und MINT-Koordinator am Lauterbacher Gymnasium, freute sich nicht minder, einen solch ausgezeichneten Redner, noch dazu einen ehemaligen Schüler, ankündigen zu dürfen. „Im Rahmen des Humboldt-Jahres wird uns Professor Zuber an seinen naturwissenschaftlichen Forschungen teilhaben lassen“, so Decher, „und er wird uns einiges über seinen beachtlichen Werdegang berichten, der ihn von der Gesamtschule Schlitz – über die AvH – an die TU Dresden und dort auf den Lehrstuhl für Kernphysik geführt hat.“

Und so war der Vortrag von Kai Zuber gespickt mit vielen Anekdoten – die Schülerinnen und Schüler erfuhren beispielsweise, dass sowohl Chemie als auch Physik für ihn bis zur Mittelstufe böhmische Dörfer waren, die er sich dann aber bald begeistert erschloss. So begeistert, dass bei Versuchen mit dem Chemiebaukasten nicht nur die Oma verletzt wurde, sondern auch die Schlitzer Feuerwehr des Öfteren ausrücken musste.

Gelohnt hat sich dies alles offenbar, denn wohl kaum würde Kai Zuber sich sonst heute in einem Nobelpreisteam befinden, das weiter an komplexen Projekten zu den Neutrinos, den bisher kleinsten entdeckten Teilchen, forscht und dabei an Orten wie dem CERN, der Europäischen Organisation für Kernforschung, an der mit Hilfe großer Teilchenbeschleuniger der Aufbau der Materie erforscht wird, oder in der Antarktis mit dem sogenannten IceCube-Detektor arbeitet.

„Wir sind auf der Suche nach dem, was die Welt im Inneren zusammenhält“

„Wir sind auf der Suche nach dem, was die Welt im Inneren zusammenhält“, fasste Prof. Zuber sein Aufgabengebiet kurz und unbescheiden zusammen – wer wüsste das nicht gerne? Und natürlich unternahm der Professor auch den Versuch, selbst den anwesenden Laien und den in der ersten Vortragsrunde doch noch sehr jungen Schülerinnen und Schülern das Ding mit den Atomen, den Neutronen und Elektronen und jetzt auch den Neutrinos zu erklären.


Immer bessere Technik mache es möglich, dem einst vermeintlich kleinsten Teilchen, dem Atom, auf die Spur zu kommen. Teilchenbeschleuniger machten bald noch kleinere Teile sichtbar, als man sich vorstellen konnte: zunächst das Innere des Atoms mit Elektronen und Protonen, hinzu kamen Quarks als kleinste Teilchen.

„Wir sind auf der Suche nach immer kleineren Strukturen“, sagte Zuber, „und das Quark wird sicher nicht das Ende der Fahnenstange sein, wenn die technischen Hilfsmittel immer ausgefeilter werden“, ist sich der Professor sicher. Verschiedene Berechnungen mit und zu den kleinsten Teilchen kratzten aber bald an dem Energieerhaltungssatz. Gerettet wurde der „heilige Gral der Physik“, wie Zuber es ausdrückte, mit der Annahme, dass es ein kleines, unsichtbares Teilchen geben müsse, das Energie freisetzt und aufnimmt: Die Geburtsstunde des Neutrinos, die Kernphysiker in aller Welt seit 1930 an jedem 4. Dezember feiern.

Unterhaltsam, fundiert und ein wenig spacig: Prof. Dr. Kai Zuber hatte viele Informationen mitgebracht. Foto: Traudi Schlitt

Im Rahmen des Projekts „Poltergeist“ konnte das erste Neutrino in den 50er-Jahren tatsächlich nachgewiesen werden. „Das Neutrino ist ein unheimliches Teilchen, ein Geisterteilchen. Sie sind überall in milliardenfacher Zahl. Sie fliegen durch alles durch und hinterlassen nichts. Man kriegt sie nicht und man kann sie nicht festhalten. Sie sind nicht zu beobachten und nicht zu bestimmen.“ Was Prof. Zuber da erklärte, klang tatsächlich ein wenig nach Geisterteilchen. 1988 haben Wissenschaftler dennoch drei Artender Teilchen gefunden und erhielten dafür den Nobelpreis. Dass die Teilchen doch Masse haben, wenn auch kaum messbare, wies bis 2015 das Team nach, in dem auch Prof. Zuber forscht.

60 Milliarden Neutrinos durchqueren jeden Quadratzentimeter von uns

Auch diese Erkenntnis war einen Nobelpreis wert. Doch damit ist natürlich längst nicht ausgeforscht. Denn was genau die Neutrinos wiegen, weiß man nicht, und eine Frage der Zukunft wird die Bestimmung dieser Masse sein. „Das Verständnis des Weltalls könnte davon abhängen, wie schwer die Neutrinos sind“, führte der begeisterte Wissenschaftler aus, der sich schon in der Mittelstufe für das akribische Arbeiten derKernphysiker begeistern konnte. So sehr, dass er später als Student sogar die Universität wechselte, um an einem Neutrino-Forschungsprojekt teilzunehmen.


„Die Aufgabe war es, in 600 t einer Chlorverbindung fünf Atome zu finden, die durch Zusammenstöße mit Neutrinos umgewandelt wurden“, berichtet der Wissenschaftler von dem Moment, in dem er wusste, dass das genau sein Ding ist.

Er vergleicht dies mit der Aufgabe, eine Nadel nicht im Heuhaufen, sondern auf der ganzen Erde zu suchen. Eine solche Begeisterung braucht es ganz offenbar und viel Geduld. „60 Milliarden Neutrinos durchqueren jeden Quadratzentimeter von uns, jede Sekunde“, so Zuber. „Am menschlichen Körper kann man somit ungefähr alle dreißig Jahre mal ein Neutrino fangen.“ Aus diesem Grund wird die Forschung an einen Ort verlegt, der kaum irgendwelchen Störeinflüssen ausgesetzt ist: Man forscht unter Tage in ca. 2000 m Tiefe. In einem riesigen Wassertank verraten sich die Neutrinos durch seltene Lichtblitze bei Kollisionen mit den Wassermolekülen.

Seinen Werdegang sieht der Wissenschaftler zwar nicht als zufällig, aber als untypisch an. Denn in dem Moment, in dem er sich den Neutrinos verschrieben hatte, folgte er ihrem Ruf, der ihn auch heute noch zu Forschungseinrichtungen in Kanada oder nach Italien führt. Und manchmal eben auch zurück an seine alte Wirkungsstätte, wo man stolz ist, einen so erfolgreichen Wissenschaftler in den Reihen der Alumni zu haben.