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Chinas umfangreicher Plan zur Neugestaltung der Teilchenphysik ist auf ein Hindernis gestoßen und wirft scharfe Fragen zu Geld, Macht und wissenschaftlichen Ambitionen auf. Der Traum war gewagt: Ein neuer, kreisförmiger Beschleuniger, so groß, dass er den Large Hadron Collider (LHC) des CERN in den Schatten stellen würde und das Zentrum der Hochenergiephysik nach Asien verlagern könnte. Dieser Traum ist jetzt ins Stocken geraten, nicht weil die Technologie gescheitert ist, sondern weil die Kosten höher als der versprochene Nutzen erschienen.
China setzt eine gigantische wissenschaftliche Wette aus
Seit mehr als einem Jahrzehnt hatten chinesische Physiker stillschweigend an einer Maschine gearbeitet, die die damalige Referenzeinrichtung Europas in der Nähe von Genf übertreffen sollte. Der vorgeschlagene Circular Electron Positron Collider (CEPC) hätte einen Ring von etwa 100 Kilometern Länge bilden sollen, mehr als doppelt so viel wie der Umfang des LHC. Er sollte die nächste „Higgs-Fabrik“ der Welt werden, die große Mengen an Higgs-Bosonen für ultra-präzise Messungen produzieren sollte.
Nun hat Peking, gemäß den an dem Projekt beteiligten Seniorwissenschaftlern, einen Rückzieher gemacht. Die Finanzierung ist nicht vollständig gesichert, das Land wurde nicht gesichert, und wichtige politische Signale, die normalerweise großen nationalen Projekten vorausgehen, sind ausgeblieben. In einem System, in dem große wissenschaftliche Initiativen oft schnell vorankommen, sobald der Staat sich verpflichtet, spricht diese Stille Bände.
Der Beschleuniger, der Chinas Aufstieg in der fundamentalen Physik symbolisieren sollte, wurde zu einem Fallbeispiel für die Grenzen der Mega-Wissenschaft.
Die Kosten für den nächsten großen Beschleuniger
Teilchenbeschleuniger an den Grenzen der Energie sind nicht einfach größere Versionen früherer Maschinen. Jede Generation multipliziert die technische Komplexität. Der CEPC hätte massive Tunnelbauarbeiten, hochmoderne supraleitende Magneten und Stromanlagen benötigt, die Strom in einem Ausmaß ziehen, das eine kleine Stadt benötigt.
Frühe Schätzungen lagen bei mehreren Milliarden Dollar. Detailliertere Entwürfe deuteten darauf hin, dass die endgültige Rechnung viel höher ausfallen könnte, wenn Bauingenieurwesen, langfristiger Betrieb und zukünftige Upgrades berücksichtigt würden. Ingenieure warnten außerdem, dass die Preise für Rohmaterialien und fortschrittliche Komponenten selten über die fünfzehn bis zwanzig Jahre, die ein solches Projekt normalerweise benötigt, konstant bleiben.
Ein unvollendetes Wettrennen mit Europa
Das Konzept des CEPC entstand kurz nachdem das CERN 2012 das Higgs-Boson entdeckte. Chinesische Physiker sahen ein Fenster. Wenn China schnell handelt, könnte es die erste dedizierte Higgs-Fabrik errichten und Talente aus aller Welt anziehen sowie die Agenda für die Teilchenphysik über den LHC hinaus festlegen.
Europa reagierte mit einem eigenen Plan, dem Future Circular Collider (FCC), der in zwei Phasen geplant war: zuerst ein niederenergie Elektron-Positron-Beschleuniger und dann eine Hochenergie-Protonmaschine. Beide Seiten begannen mit Machbarkeitsstudien. Aber während das CERN auf ein Bündnis von Staaten angewiesen ist, die langsam Budgets aushandeln, könnte China theoretisch schnell vom Obersten entscheiden und rasch vorankommen.
Globale Auswirkungen der Pause in China
Die Pause in China hat weitreichende Auswirkungen über seine Grenzen hinaus. Viele Forscher sahen den CEPC als den führenden Kandidaten für den nächsten großen Beschleuniger. Mit dieser unklaren Perspektive stehen die globale Gemeinschaft vor einer schwierigen Frage: Will die Welt weiterhin große Maschinen auf diesem Maßstab und kann sie sich diese noch leisten?
| Projekt | Region | Konzept | Status |
|---|---|---|---|
| CEPC | China | 100 km Higgs-Fabrik | Gestoppt, keine vollständige Finanzierung |
| FCC | Europa | 100 km Beschleuniger, gestuft | Unter Studie, kein grünes Licht |
| ILC | Japan (vorgeschlagen) | Linearer Elektron-Positron-Beschleuniger | Politisch ungewiss |
| Muon-Beschleuniger | US/Europa Konzepte | Kompakter Hochenergie-Beschleuniger | F&E-Phase |
Die zukünftige Ausrichtung der Hochenergiephysik
Während China sich zurückzieht, konzentriert sich die Aufmerksamkeit erneut auf Europa und Japan. Wenn weder der FCC noch der International Linear Collider vorankommen, könnte sich das Feld aggressiver auf alternative Konzepte zubewegen, insbesondere Muon-Beschleuniger und fortschrittliche Plasmatriebtechniken. Diese zielen darauf ab, höhere Energien in kleineren Maschinen zu quetschen, sehen sich jedoch ernsthaften Ingenieurherausforderungen und Sicherheitsfragen gegenüber.
Parallel zu den Debatten über Beschleuniger wachsen mehrere komplementäre Forschungsrichtungen schnell. Die Suche nach dunkler Materie mit unterirdischen Detektoren, präzise Messungen des kosmischen Mikrowellenhintergrunds und Gravitationswellenobservatorien testen Theorien, die einst hauptsächlich auf Beschleunigerdaten beruhten. Das Ökosystem der fundamentalen Physik wird vielfältiger, selbst wenn monumentale Projekte wie der nächste große Beschleuniger weiterhin unerbaut bleiben.
Für Studenten und junge Forscher erfordert diese sich verändernde Landschaft neue Strategien. Karrieren könnten weniger wie ein langer Marsch zu einem Mega-Projekt aussehen und mehr wie eine Abfolge von Beiträgen zu mittelgroßen Experimenten, Softwareentwicklung, Datenanalyse und interdisziplinärer Arbeit in Bereichen wie maschinelles Lernen oder medizinische Bildgebung.
Aus einer weiteren Perspektive signalisiert Chinas Zögern eine Frage, mit der sich jede fortgeschrittene Wirtschaft jetzt auseinandersetzt: Wie weit sollten Gesellschaften in die Finanzierung von Wissenschaft gehen, die hauptsächlich dazu dient, Neugier zu befriedigen und Theorien zu schärfen, anstatt sofort sichtbare Probleme zu lösen? Teilchenbeschleuniger sitzen am einen Ende dieses Spektrums, mit hohen Kosten und fernen, diffusen Nutzen. Die Antwort wird nicht nur bestimmen, wer den nächsten Beschleuniger ausrichtet, sondern auch, welche Wissenschaft das 21. Jahrhundert prägt.
