Die Trendwende

„Die grösste Maschine, die je von Menschen gebaut wurde.” „Das größte Bauwerk seit den Pyramiden.” Kein Superlativ ist zu groß, wenn es um die Beschreibung des Large Hadron Colliders geht. Der Superbeschleuniger am europäischen Kernforschungszentrum CERN bei Genf ging diesen Herbst in Betrieb. Über drei Milliarden Euro kostete die Riesenröhre unter der französisch-schweizerischen Grenze – viel Geld, das Physiker und Politiker leicht in Erklärungsnot bringt. Aufträge für die Industrie und die Ausbildung vieler junger Wissenschaftler seien die Hauptgründe für die Finanzierung. Und einen wichtigen Beitrag zur Völkerverständigung leiste der LHC auch.

Wie die Pyramiden der Machtdemonstration des Pharao dienten, demonstriert der LHC die Überlegenheit der Europäer beim Bau größter und komplexester physikalischer Experimente. Der LHC steht nicht allein: Alle geplanten Megaprojekte in der Physik, wie der 3,5 Milliarden Euro teure Internationale Thermonukleare Experimentalreaktor ITER oder der 1,2 Milliarden teure Antiprotonen- und Schwerionenbeschleuniger FAIR, werden in Europa gebaut – ITER im südfranzösischen Cadarache und FAIR bei der Gesellschaft für Schwerionenforschung in Darmstadt. In den USA ist nichts Vergleichbares in Sicht. So kooperieren die US-Forscher mit den Europäern, indem sie Geld und Know-how mitbringen.

ZWEI MILLIARDEN DOLLAR VERSENKT

Das war nicht immer so. „Europa hat ein großes Projekt, also müssen wir etwas Größeres haben – mit diesem Konkurrenz-Argument konnte man in den USA immer bei den Geldgebern punkten”, sagt Eberhard Umbach, der Vorstandsvorsitzende des Forschungszentrums Karlsruhe und stellvertretende Vorsitzende der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG). Das beste Beispiel ist der Superconducting Supercollider, kurz SSC, der in Texas hätte stehen sollen. Mit seinem geplanten Umfang von 87 Kilometern wurde er gegen den im Vergleich dazu fast schon winzigen LHC (Umfang: 27 Kilometer) ins Rennen geschickt, um die nationale Ehre zu wahren. Viele sehen das 1993 beerdigte Zwei-Milliarden-Dollar-Projekt, das am Ende mindestens zwölf Milliarden gekostet hätte, als ein wichtiges Ereignis in der US-Forschungspolitik: Sein Scheitern hat der Physik in den USA so schwer geschadet, dass sie sich bis heute nicht davon erholen konnte. Die Amerikaner mussten etwas Entscheidendes lernen: Selbst die größte Volkswirtschaft kann ein so großes Projekt nicht alleine stemmen – und Kooperation hilft oft weiter als Konfrontation.

AGGRESSIVE VERHANDLUNGEN

Dass sich beides sogar vortrefflich verbinden lässt, merken die Europäer, wenn es bei den Verhandlungen um den amerikanischen Beitrag zu einem Unternehmen wie LHC oder ITER geht. „Die Verhandlungspolitik ist ziemlich aggressiv”, stellt Eberhard Umbach fest. Er habe schon die eine oder andere Pistole auf der Brust gespürt. Die Taktik sei offensichtlich: Die Amerikaner wüssten zwar, dass sie eine vergleichbare Maschine wie LHC oder ITER niemals alleine finanzieren können, aber ebenso, dass die Europäer es ohne Geld und Know-how aus den USA auch nicht alleine schaffen werden. „Und das nützen sie natürlich aus”, sagt Umbach. So kommt es, dass die Amerikaner am Ende mitunter mehr Know-how und Technologieaufträge absahnen, als ihnen aufgrund des finanziellen Engagements eigentlich zusteht. Das hängt allerdings auch mit der Sprache zusammen: Da in der Physik grundsätzlich englisch gesprochen und publiziert wird, haben es Amerikaner einfach leichter, Aufträge an Land zu ziehen oder ihre Aufsätze in den Fachmedien zu platzieren.

Als gebürtiger Franzose, amerikanischer Bürger und Direktor des Max-Planck-Instituts für Physik in München hat Allen Caldwell Einblick in die Forschungswelten dies- und jenseits des Atlantiks. „Die Teilchenphysik in den USA ist zurückgefallen, und am Anfang stand der SSC”, urteilt der Physik-Professor. Die tiefere Ursache sieht er im kurzfristigen Denken der Kongress-Abgeordneten, die sich laufend Wiederwahlen stellen müssen und darum andere Sorgen haben. Es bestehe in den USA mittlerweile Konsens, dass wieder mehr in die Grundlagenforschung investiert werden müsse. So hatte der scheidende Präsident George W. Bush eine Verdopplung des Budgets bis in zehn Jahren in Aussicht gestellt. Tatsächlich wurde es aber weiter gekürzt. Und vor dem vollzogenen Regierungswechsel werden ohnehin keine gegenteiligen Entscheidungen getroffen. Dass die Amerikaner immer noch die Führungsrolle anstreben, ist für Caldwell normal: „Es ist nun mal das reichste Land.” Auf Arbeitsebene, bei den Wissenschaftlern, sei von dieser Konkurrenz aber nichts zu spüren. Vielleicht, sinniert Caldwell selbstkritisch, habe die Teilchenphysik auch an Glanz verloren. „Seit 20 Jahren bestätigen wir nur das Standardmodell und suchen nach neuen Fragen, um weiterzukommen.” Den Amerikanern hat das offenbar zu lange gedauert. Vielleicht gelingt es dem LHC, Schwung in die Teilchenforschung zu bringen, sodass auch die USA wieder Lust zum Bau des nächsten Großbeschleunigers bekommen. Danach sieht es aber derzeit nicht aus. Am LHC-Nachfolger, einem Linearbeschleuniger namens ILC (International Linear Collider), haben die USA bisher kein Interesse bekundet, obwohl sie eigentlich mal wieder an der Reihe wären. Doch das Gastland zahlt bei Großprojekten traditionell etwa 50 Prozent der Baukosten – und das wären bei geschätzten Gesamtkosten von acht bis elf Milliarden Euro mehr, als der LHC komplett gekostet hat.

Aber ist die US-Physik allein deswegen plötzlich zweitklassig, weil sie bei wenigen Großprojekten statt in der Führungsrolle als einer von mehreren Partnern auftritt? „Sicher nicht”, meint Klaus von Klitzing vom Max-Planck-Institut für Festkörperforschung in Stuttgart. Allerdings: Die Situation für die Grundlagenforschung in der Physik habe sich in den USA tatsächlich verschlechtert. Der Nobelpreisträger von 1985 wertet es als Indiz, dass es der Max-Planck-Gesellschaft jüngst mehrfach gelungen ist, Spitzenforscher aus Amerika als Institutsdirektoren nach Deutschland zu holen. Noch vor einigen Jahren war das nahezu undenkbar. Die USA waren für Physiker das gelobte Land der unbegrenzten Möglichkeiten. Für Postdocs sei das zwar immer noch so, meint von Klitzing, und es sei auch gut, dass junge Kollegen für einige Zeit in die Vereinigten Staaten gingen. Noch besser findet er es allerdings, dass sie jetzt häufig wieder zurückkämen, darunter auch die Besten.

KAPUTT GESPART

Allen Caldwell geht noch weiter: Die Pflicht, als Postdoc in den USA zu forschen, gebe es nicht mehr. Juniorprofessoren drängten verstärkt zurück nach Europa, weil hier die Forschung spannender sei. Wenn Frau und Kind mit von der Partie sind, ist der Wunsch, nach Europa zu kommen, noch größer. Doch leider sei das Stellenangebot auf dem Alten Kontinent immer noch geringer als in den USA. Ähnliche Erfahrungen hat Eberhard Umbach gemacht. Vor seiner Berufung zum Leiter des Forschungszentrums Karlsruhe war Umbach Professor für Festkörperphysik in Würzburg und einige Jahre auch in Amerika. In Würzburg gab es ein Austauschprogramm für Studenten, bei dem jedes Jahr 50 bis 60 Studenten in die USA gehen durften, um dort ihren Abschluss zu machen. „In Wahrheit war es ein Einwegprogramm”, erinnert sich Umbach. Von amerikanischen Studenten gab es kaum Interesse, nach Würzburg zu kommen, und viele der deutschen Absolventen kehrten nicht zurück.

Das hat sich geändert – fast alle kommen heute wieder in die Heimat, und auch junge US-Forscher zeigen Interesse. „Der Braindrain in der Physik ist gestoppt.” Ein wichtiger Standortfaktor ist für Klaus von Klitzing die Forschungsfinanzierung. Die sei in den USA kurzlebiger und am schnellen Erfolg orientiert. Lebenswissenschaften, Nanotechnologie, neuerdings wieder die Raumfahrt – was in Mode ist, wird in kürzester Zeit mit enormen finanziellen Mitteln überschüttet. Doch wenn der Hype vorbei ist, ist auch das Geld sofort weg. Von Klitzing hat selbst erlebt, was das bedeutet, als Edelgard Bulmahn – Forschungsministerin im Kabinett von Gerhard Schröder – 2003 die Mittel für die großen deutschen Forschungsorganisationen zusammenstrich. Im Dezember habe man davon erfahren, im Januar ging das Sparen los. „Das macht viel kaputt, und es dauert Jahre, bis sich ein Institut davon erholt”, sagt von Klitzing. Zum Glück sei das die Ausnahme. Seine Aufgabe sieht er darin, dafür zu sorgen, dass sich so etwas nicht wiederholt. Dem Gegenteil – dem warmen Geldregen für Hype-Themen – kann von Klitzing ebenso wenig abgewinnen. Sein Argument: Zu viel Geld verführt nur dazu, auf ein Modethema aufzuspringen, von dem man nichts versteht. Bestes Beispiel: Als in den Achtzigerjahren die Hochtemperatursupraleitung entdeckt wurde, wollte jeder dabei sein, ob er davon Ahnung hatte oder nicht. Das produziert aber zu viel Mittelmaß, meint von Klitzing. Den deutschen Forschungspolitikern stellt der Nobelpreisträger insgesamt ein gutes Zeugnis aus: „Wir haben Kontinuität statt einmal viel und dann wieder wenig Geld.”

Das „Anfördern” von attraktiven Fachgebieten mit den Vorsilben „Nano” oder „Bio” ist auch DPG-Vize Umbach ein Dorn im Auge. Nach seiner Beobachtung setzt man in Deutschland mehr auf Kontinuität, anders als in den USA, was vielleicht manchmal bequem mache. Indes: „Wer eine gute Idee hat, bekommt auch hier immer Geld.” Generell hält Umbach das deutsche System der Forschungsfinanzierung für das beste der Welt, selbst wenn man es ab und zu gegen Begehrlichkeiten von Finanzministern verteidigen müsse. „Für die europäische Industrie ist auch die Grundlagenforschung von wesentlicher Bedeutung. Die Auswirkungen sind zwar nicht kurzfristig, dafür aber umso intensiver als bei angewandter, produktorientierter Forschung”, betont Gerd Litfin, Präsident der DPG und – als Aufsichtsratsvorsitzender der LINOS AG – Unternehmer im Bereich der Optischen Technologien. „Ein sehr gutes Beispiel ist in Deutschland die Förderung der Lasertechnik. Zunächst wurden Grundlagen intensiv gefördert, dann entstand daraus eine Industrie, die im Lasermaschinenbau immer noch eine Weltspitzenstellung innehat.” Litfin hält den Forschungsstandort Deutschland für recht gut aufgestellt: „In den wichtigen Zukunftsfeldern haben wir gute Wissenschaftler, die sich im internationalen Vergleich absolut sehen lassen können. Wir haben eine Vielfalt an unterschiedlichen Einrichtungen von Universitäten und Fachhochschulen bis zu den Max-Planck-Instituten sowie Fraunhofer- und Helmholtz-Zentren. Die Aufgabenteilung ist perfekt.”

GEIZIGE AMERIKANER

Rudolf Böck vom Max-Planck-Institut für Physik in München, der viele Jahre am CERN gearbeitet hat und jetzt mit dem Teleskop MAGIC auf der kanarischen Insel La Palma Gammastrahlung aus den Tiefen des Alls erforscht, kennt den Ausverkauf rein erkenntnisorientierter Forschung in den USA. „Die Amerikaner werden immer geiziger, wenn es um brotlose Forschung geht. Die wollen stets gleich die Teflonpfanne oder eine militärische Anwendung. Deshalb haben sie das Feld der vermeintlich brotlosen Teilchenphysik den Europäern überlassen.” Die Malaise ging nach Böcks Beobachtung mit der Regierung Bush los. Gerade in Böcks Spezialgebiet, der Erforschung von Gammastrahlen, hätten die Amerikaner die neueste Generation von Teleskopen aus Geldmangel zu realisieren versäumt. Auch William Phillips, Professor am National Institute of Standards and Technology in Gaithersburg, glaubt, dass die Führungsrolle der USA in der Erforschung physikalischer Grundlagen bedroht ist. Phillips, der 1997 für die Entwicklung der Laserkühlung von Atomen den Nobelpreis für Physik erhalten hat, sieht die Ursache aber nicht in einer Schwäche seiner Landsleute, sondern in der Stärke anderer Nationen. „Der Rest der Welt ist einfach viel besser geworden, vor allem Länder in Asien.” In einer Studie mit dem vielsagenden Titel „Rising against the gathering storm”, was frei übersetzt etwa „Aufbäumen gegen den heranziehenden Sturm” heißt, zeichnet die National Academy of Science ein düsteres Bild und spricht von gefährlichen Zeiten, wenn nicht mehr in Forschung und Bildung investiert werde.

Doch möglichst viel Geld ist nicht alles, warnt Phillips. Viel wichtiger sei, wie man es sinnvoll verteile. So habe die USA in den letzten Jahren viel Geld in die Biomedizin investiert. „Gut so”, findet Phillips. Doch leider habe man dabei übersehen, dass viele Messverfahren zunächst in der Physik entwickelt wurden. Dass der Nachschub an immer genaueren und schnelleren Messgeräten fehlt, wenn die Finanzierung der Physik ausgedünnt wird, merke man leider erst nach einigen Jahren. „Ich weiß auch nicht, wozu die Teilchenphysik mal gut sein wird”, gibt Phillips zu. „Aber bei der Quantenmechanik war das doch ganz genauso. Unsere Wirtschaft heute wäre ohne Quantenmechanik nicht möglich. Und so wird es auch mit der Teilchenphysik kommen.”

GELD IN ANDEREN DIMENSIONEN

Die Strategie der USA, vermehrt in Forschung zu investieren, die sich hoffentlich schnell in Heller und Pfennig auszahlt, sei sehr gefährlich, warnt George Smoot, Professor an der University of California in Berkeley. „Man sollte in der Grundlagenforschung möglichst breit investieren, weil Fortschritte und Anwendungen oft aus Gebieten kommen, wo man es zunächst nicht erwartet hätte” , so Smoot. Erst recht unverzeihlich sei das bei Projekten, wo der Nutzen so glasklar ist wie beim Fusions-Forschungsreaktor ITER, der vielleicht einmal die Energieprobleme der Menschheit lösen hilft und nach langem Gerangel in Frankreich gebaut wird. „ Die Budgetkürzung der USA für ITER war ein Betriebsunfall, der sich nicht wiederholen darf.” Smoot macht sich Gedanken, wofür sein eigenes Arbeitsgebiet, die Erforschung der Kosmischen Hintergrundstrahlung – für deren Entdeckung er 2006 mit dem Physik-Nobelpreis ausgezeichnet wurde –, gut sein könnte. Zum Beispiel für eine Verdopplung von Forschungsgeldern, meint er. „ Vielleicht entdecken wir Extradimensionen im Universum. Dann könnten wir in unseren Dimensionen Geld in den Safe legen und es dennoch in anderen Dimensionen ausgeben”, schmunzelt Smoot. ■

von Bernd Müller