Die Fahrt vom Genfer Flughafen zum Cern, dem Europäischen Laboratorium für Teilchenphysik, dauert nur wenige Minuten. Die Werkhallen, die Kamine, die Bürogebäude und das bewachte Eingangstor am Fuss der weiss verschneiten Jurakette lassen auf einen industriellen Grosskonzern schliessen. Aus technischer und organisatorischer Sicht ist das Cern in der Tat ein Riesenbetrieb: Über 3000 festangestellte Wissenschafter, Ingenieure, Techniker und Verwaltungsangestellte sowie 6000 externe wissenschaftliche Mitarbeiter sind hier mit einem Jahresbudget von über 900 Millionen Schweizerfranken tätig.
Was sie produzieren, ist allerdings keine herkömmliche Ware: In kilometerlangen, ringförmigen Vakuumröhren werden elektrisch geladene Materieteilchen mit Hilfe von Radiowellen und Elektromagneten auf fast Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Lässt man solche Teilchenstrahlen dann gegeneinander rasen, prallen Teilchen mit hoher Energie aufeinander, wobei sich (gemäss Albert Einsteins Formel E=mc2) die gesamte Masse in einen energiereichen Minifeuerball verwandelt. Daraus kondensieren innert Bruchteilen einer Milliardstelsekunde wieder Materieteilchen. Mit solchen Experimenten tasten sich die Physiker an das wohl grösste Naturgeheimnis heran - das rätselhafte Geschehen, das vor 15 Milliarden Jahren aus einem unvorstellbar mächtigen Feuerball das Universum entstehen liess.
In einem der obersten Stockwerke des Cern-Verwaltungsgebäudes regiert Carlo Rubbia als Generaldirektor. Der Weg dorthin führte über ein jahrzehntelanges wissenschaftliches Engagement, das weder geregelte Arbeitszeit noch Fünftagewoche kannte. Den Beginn seiner Karriere als Physiker verdankt Carlo Rubbia einem Zufall. 1934 in Gorizia im Friaul als Sohn eines Elektroingenieurs und einer Schullehrerin geboren, interessierte sich Carlo früh für elektrische und mechanische Dinge und steckte seine Nase in jedes Buch, das er zum Thema finden konnte. Als am Ende des Zweiten Weltkriegs der Grossteil der Provinz Gorizia an Jugoslawien fiel, floh die Familie Rubbia nach Venedig und weiter nach Udine. Nach seiner Schulzeit bewarb sich Carlo um einen Studienplatz an der Physikfakultät der renommierten Scuola Normale in Pisa. Die Kriegsjahre und die Wanderzeit der Familie hatten jedoch grosse Lücken in Carlos Schulbildung hinterlassen, weshalb er in Pisa die Aufnahmebedingungen knapp nicht erfüllte. Enttäuscht begann Rubbia ein Ingenieurstudium in Mailand. Nur wenige Monate später erhielt er einen Brief aus Pisa: einer der erfolgreichen Bewerber hatte sich abgemeldet, und für Rubbia wurde doch noch ein Studienplatz frei.
Seine ersten wissenschaftlichen Sporen verdiente sich Rubbia in Pisa mit der Erforschung der kosmischen Strahlung. Aber schon bald zog es ihn an die amerikanischen Hochburgen der Hochenergiephysik. Sein Ideenreichtum und die Geschicklichkeit im Lösen wissenschaftlich-technischer Probleme liessen Rubbia rasch zum begehrten Teamkollegen werden. Bereits als 27jähriger gehörte er auch zu den etablierten Physikern des Cern. Das gleichzeitige Forschungsengagement in den USA und in Europa sowie eine Professur an der Harvard-Universität machten ihn schliesslich zum transatlantischen Pendler. Bis er 1989 das Amt des Cern-Generaldirektors übernahm. Auf eigene Forschung und Lehrtätigkeit musste er nun verzichten. Seine Karriere langte auf einsamer Höhe an. 13 Ehrendoktorate schmücken heute sein Curriculum vitae. Und auf der seitenlangen Aufzählung wissenschaftlicher Preise ist ein Ereignis mit Fettdruck hervorgehoben: Nobelpreis für Physik 1984.
Rubbias Büro liegt nicht in einer repräsentativen Direktionsetage. Ein Gang mit Kunststoffbodenbelag sowie ein schmuckloses Zimmer mit Nummer und Namensschild an der Tür zeigen, dass hier kein Rappen zuviel für Äusserlichkeiten ausgegeben wird. Rubbia ist noch in der Mittagspause. Ins Konferenzzimmer führt mich eine attraktive Sekretärin mit italienischem Akzent und grossen Ohrringen - ein Zeichen, dass auch ein Weltbürger der Wissenschaften etwas Heimatwärme braucht. Im Konferenzraum ebenfalls nur das Nötigste: ein Holztisch, einige Stühle, eine Wandtafel, eine Videoanlage. Und zu meiner grossen Erleichterung kein Telefon, das unser Gespräch unterbrechen könnte.
«Je suis là, I'm here» - in der Tür steht Carlo Rubbia. Der kräftig gebaute und leicht behäbig wirkende Mann winkt zur Begrüssung kurz mit der Hand, zieht sein Jackett aus und hängt es über die Stuhllehne. Zwischen den Fingern einen erkalteten, zerkauten Zigarrenstummel, mustert mich Rubbia mit festem Blick aus hellblauen Augen. Dann lächelt er verbindlich, lehnt sich im Stuhl zurück und sagt auf Englisch: «Ich bin bereit, Ihnen zuzuhören.»
Die Frage nach seinen Aufgaben als oberster Herr dieses Riesenbetriebs scheint ihm zu behagen. «Ich bin in einer sehr glücklichen Lage.» Während einer langen wissenschaftlichen Karriere habe er immer tun können, was er wirklich wollte. Und jetzt sei er zu einer Zeit an die Spitze des Cern berufen worden, wo sich das Laboratorium von einem europäischen Forschungszentrum zur weltweiten Organisation wandle. Heute sind bereits 55 Prozent aller Hochenergiephysiker der Welt an Cern-Programmen beteiligt.
Die grossen Experimente am Cern haben Heerscharen von Forschern auch von ausserhalb der Cern-Mitgliedländer angelockt und schliesslich Europäer, Amerikaner, Japaner, Chinesen, Russen und Inder zur weltumspannenden Teamarbeit zusammengeführt. Und mit der politischen Öffnung der Oststaaten erfährt die internationale Kooperation nochmals einen kräftigen Schub. «Zwar können Osteuropa und die früheren Sowjetrepubliken finanziell noch nicht viel beitragen. Das enorme intellektuelle Potential, insbesondere auf theoretischem und konzeptionellem Gebiet, dürfte für das Cern jedoch zur grossen Bereicherung werden», schwärmt Rubbia.
Schon die vergangenen Jahrzehnte seien in wissenschaftlicher Hinsicht für das Cern eine Superzeit gewesen. Die Europäer hätten 1953 das Laboratorium ja gegründet, um dem Forscherexodus nach Übersee entgegenzuwirken. Mit Erfolg: heute sei man so weit, dass die Amerikaner nach Genf pilgerten, meint Rubbia mit einem Schmunzeln in den Mundwinkeln. Dass er mit seiner Arbeit massgeblich zum Cern-Erfolg beitragen konnte, erfüllt ihn mit grosser Befriedigung.
Rubbia hat in der Tat Wissenschaftsgeschichte geschrieben, und ohne kurzen Exkurs über seine Arbeit ist wohl auch die Karriere dieses Mannes kaum nachzuvollziehen.
Herauszufinden, wie die Materie aufgebaut und wie sie entstanden ist, heisst: immer tiefer in jene Bereiche eindringen, wo bei höchsten Temperaturen im kosmischen Feuerball noch ein und dasselbe war, was in der heutigen physikalischen Welt verschieden erscheint. So soll am Weltenanfang das Universum in unvorstellbarer Weise in einem Punkt von unendlich hoher Temperatur konzentriert gewesen sein. Raum und Zeit haben mit einer allumfassenden Urkraft zu existieren begonnen. Ein blitzschnelles Ausdehnen und entsprechendes Abkühlen des werdenden Universums schufen dann sukzessive die kosmologischen Bedingungen für das Entstehen der verschiedenen Elementarteilchen, der Atomkerne, der Gestirne.
Das Werden der Materie war innig verknüpft mit dem Werden der Kräfte, welche als Wechselwirkung zwischen der Materie alles Geschehen bestimmen. Schon 10-43 Sekunden nach dem Urknall und bei einer Temperatur von 1032 Grad war die Schwerkraft geboren, indem die perfekte Symmetrie der Urkraft erstmals gebrochen wurde. Wiederum nur Bruchteile eines Sekundenbruchteils später trat die Kernkraft in Erscheinung, jene Kraft, welche das Innere der Atomkerne zusammenhält. Etwa nach 1010 Sekunden, also lediglich eine Zehnmilliardstel Sekunde nach dem Urknall, hatte sich das Universum auf 1015 Grad abgekühlt - die schwache Kraft entstand. Sie war die Triebfeder bei der Bildung der chemischen Elemente aus dem ursprünglichen Wasserstoff; in Form von Radioaktivität, aber auch bei der Energiefreisetzung in der Sonne spielt sie heute eine wichtige Rolle.
Die Theoretiker versuchen nun seit Jahrzehnten, mit mathematischen Modellen die gebrochenen Symmetrien wieder zu vereinigen und so die unterschiedlichen Eigenschaften der Materie mit einer gemeinsamen Formel zu verstehen. Als Traum sehen sie die «Theory of Everything» - die Beschreibung der ursprünglichen Supersymmetrie, aus der sich alle Naturgesetze ableiten lassen sollten. Den Experimentalphysikern aber bleibt die Aufgabe, den fortschreitenden Erkenntnisgewinn der Theoretiker zu verifizieren.
Rubbias Steigflug vom anerkannten Fachmann der Hochenergiephysik zum Nobelpreisträger begann Ende der siebziger Jahre. Theoretiker hatten jene Temperatur von 1015 Grad (eine Million mal eine Milliarde Grad) vorausgesagt, bei der sich die elektromagnetische mit der schwachen Kraft zur «elektroschwachen» Kraft vereinigen sollte. Laut dieser Theorie sollten dann als Träger der Kraft ganz bestimmte Elementarteilchen (W- und Z-Bosonen) neu auftreten. Wer nun experimentell diese Teilchen produzieren konnte, lieferte den handfesten Beweis für die Richtigkeit der Theorie. Ein wissenschaftlicher Durchbruch, der den Nobelpreis eintragen müsste.
Um experimentell in den extrem hohen Temperaturbereich zu gelangen, waren allerdings Teilchenenergien nötig, die weit ausserhalb des Bereichs der damaligen Beschleuniger lagen. Rubbias Stunde als begnadeter Experimentator hatte geschlagen. Er war massgeblich an der Idee beteiligt, einen der bestehenden Beschleuniger für Protonen (Bestandteile der Atomkerne) so umzubauen, dass die Protonen nicht wie bisher auf ein festes Ziel aufprallten, sondern auf Antiprotonen trafen (die Partnerteilchen aus Antimaterie), die im selben Speicherring in der Gegenrichtung kreisten. Ein Kollidieren von gegenläufigen Protonen und Antiprotonen versprach den erhofften Energiegewinn. Die technischen Anforderungen waren indes gewaltig. Der Erfolg war schliesslich vor allem auch dem Holländer Simon van der Meer zu verdanken, dem es gelang, mit einer speziellen Strahlkühlung im Speicherring genügend Antiprotonen für das Kollisionsexperiment zu sammeln.
Es hilft dem Hochenergiephysiker wenig, exotische Teilchen zu erzeugen, wenn er diese nicht experimentell nachweisen kann. Im Falle der W- und Z-Bosonen hiess dies, aus Milliarden von Zusammenstössen zwischen Protonen und Antiprotonen jene Handvoll von Ereignissen zu finden, bei denen die gesuchten Teilchen entstehen. Wie dies am Cern passierte, gehört wohl zum Dramatischsten der neueren Wissenschaftsgeschichte. Und Carlo Rubbia stand auch hier im Zentrum der Handlung.
Der Bau einer grossen Beschleunigermaschine (und damit die Produktion der Elementarteilchen) geschieht in weltumspannender Kooperation. Der Nachweis der gesuchten Teilchen aber bedeutet knallharte Konkurrenz. Am Proton-Antiproton-Speicherring wurden zwei unterirdische Hallen mit je einem haushohen Nachweisgerät gebaut: Underground Area 1 und 2. Zwei verschiedene Forschergruppen konzipierten die Nachweisgeräte nach unterschiedlichen Prinzipien. Chef von UA2 war der Franzose Pierre Darriulat. Das Team von UA1 leitete Carlo Rubbia. Der Wettlauf konnte beginnen.
Im Frühling 1982 schien sich das Schicksal gegen Rubbia und seine UA1-Leute verschworen zu haben. Durch einen Irrtum war verunreinigte Luft in das Nachweisgerät gelangt, was langwierige Reinigungsarbeit erforderte. Ein geplatztes Wasserrohr führte kurz darauf zur Überschwemmung der Untergrundkaverne. Trotzdem gelang es dem UA1-Team, bis zum Spätherbst einige Milliarden Signale von Proton-Antiproton-Stössen zu registrieren, unter denen auch einige der fieberhaft gesuchten Bosonen-Geburten sein sollten. Aber auch UA2 hatte auf über 1000 Magnetbändern den Heuhaufen von Daten gesammelt, worin nun die Stecknadel gesucht werden musste. Der Kampf verlagerte sich vom Nachweisgeräte in den Computerraum.
Am 20. Januar 1983 verkündigte Carlo Rubbia an einer Sondersitzung im Cern vor gespannter Forschergemeinde den Nachweis von fünf Ereignissen, die nach Analyse mehrerer Milliarden Ereignisse genau den theoretisch erwarteten W-Bosonen entsprachen. Nur einen Tag später konnten auch die UA2-Leute ihre Entdeckung von vier W-Bosonen mitteilen. Die entsprechenden Publikationen erschienen im Abstand von vierzehn Tagen. Carlo Rubbia hatte nach jahrelangem Wettlauf seine Konkurrenten um eine Nasenlänge geschlagen. Bereits ein Jahr später erhielt er, zusammen mit van der Meer, den Nobelpreis.
Was bedeutet Rubbia sein Nobelpreis? «Es war eine grosse Freude, aber auch ein Schock. Denn plötzlich begannen die Leute mich anders zu sehen. Ich hasse es, <anders> zu sein. Und ich spürte auch einen gewissen Druck, als Nobelpreisträger keine Fehler mehr machen zu dürfen. Was natürlich auf die wissenschaftliche Produktivität einen negativen Effekt hat.» Mit einem Lächeln auf dem Gesicht meint Rubbia aber: «Ehrlich gesagt ist der Nobelpreis jedoch ein grosses Vergnügen, weil er einem das Gefühl gibt, dass man von der wissenschaftlichen Gemeinde wirklich geschätzt wird.»
Am Schluss seiner gedruckten Nobelpreisrede hatte Rubbia allen UA1-Mitarbeitern gedankt - insgesamt 137 Namen von G. Arnison bis E. Zurfluh.
Wie können so viele Wissenschafter zusammenarbeiten, und wie sieht die noch viel grössere Führungsaufgabe des Cern-Generaldirektors aus? «Ich bin kein Boss. Ich bin ein Missionar. Man kann keinen guten Wissenschafter zu etwas zwingen, wenn er nicht davon überzeugt ist. Das Führen eines wissenschaftlichen Teams oder des Cern ist wie ein Opernhaus mit lauter Pavarottis zu leiten.» Dann skizziert Rubbia die Grundregeln des Forschungsmanagements. Was von aussen als Versammlung von lauter Individualisten aussehe, sei in der Praxis ein Zusammenwirken von vielen Zellen, die jede ein ganz spezielles Know-how beitrage. Wie beim Bau eines Hauses sei jeder Backstein an seinem Platz nötig, um schliesslich das fertige Gebäude zu tragen. Und wieder zum Bild der Oper zurückkehrend, situiert Rubbia seinen Part: «Jeder spielt im Stück seine eigene Rolle. Die Aufgabe des Generaldirektors ist es, dass die Aufführung zum Erfolg wird.»
Nobelpreisträger und Generaldirektor des grössten Forschungsbetriebs der Welt. Was bleibt für die Zukunft? «In zwei Jahren ist meine fünfjährige Amtszeit abgelaufen, und ich werde nicht für eine weitere Periode kandidieren», sagt Rubbia. «Ich möchte wieder selber forschen und vor allem auch an die Universität zurückkehren. Denn Forschung ohne Lehre ist für mich undenkbar.» In seinem Job als Generaldirektor bleibe ihm aber noch die grosse Aufgabe, den Bau der nächsten Supermaschine - den «Large Hadron Collider» - in Schwung zu bringen. Mit diesem Beschleuniger möchten sich die Physiker an das kosmische Geschehen nur ein Millionstel einer Millionstel Sekunde nach dem Big Bang herantasten, wo möglicherweise völlig neuartige Eigenschaften von Materie, Raum und Zeit der Entdeckung harren.
Rubbia schaut auf die Uhr. Ich merke, dass er zum Schluss kommen will. Er hat mir mit dem Stolz eines Italieners bereits auch von seiner Familie erzählt, von seiner Frau, die in Genf Physiklehrerin ist, seinem Sohn, der nach dem Physikdiplom an der Uni Genf jetzt in Amerika neben Physik intensiv Computerwissenschaft studiere. Auf seine Tochter ist er besonders stolz. Sie sei Ärztin und studiere jetzt Biologie, was heute wohl die aufregendste Wissenschaft sei. Vor allem aber habe sie ihn zum Grossvater gemacht.
Eine sehr persönliche Frage hat mir die ganze Zeit zuvorderst auf der Zunge gelegen. Und fast schon beim Aufstehen fasse ich Mut, sie doch noch zu stellen. Die Hochenergieforschung taste sich jetzt immer näher an jenen Moment heran, wo das Universum entstanden sei. Aber wie klein auch der noch nicht erforschte Zeitraum nach dem Urknall werde, das Geheimnis des Zeitpunkts Null werde wohl immer bleiben. «Herr Rubbia, sind Sie ein religiöser Mensch?»
Der Physiker antwortet: «Religion hat mit unserm Innern zu tun. Ich glaube nicht, dass ein Horchen auf die Signale der Natur uns eine Antwort gibt auf die Signale aus unserem Innern. Das Zählen von Galaxien oder der Nachweis von Elementarteilchen sind wohl kein Gottesbeweis. Aber als Forscher bin ich von der Ordnung und der Schönheit, die ich im Kosmos und im Innern der Materie finde, zutiefst beeindruckt. Und als Naturbeobachter kann ich die Idee nicht verleugnen, dass es eine präexistente Ordnung gibt. Die Idee, dies alles sei das Resultat eines Zufalls, einer blossen statistischen Schwankung, ist für mich völlig unakzeptabel. Es muss eine Intelligenz geben, die der Existenz des Universums übergeordnet ist.» Und einmal mehr verwandelt sich Rubbias ernster Gesichtsausdruck zu einem Lächeln.
Herbert Cerutti ist Wissenschaftsredaktor der NZZ.