Seit 70 Jahren gibt es bei Genf in der Schweiz das Forschungszentrum CERN, die Europäische Organisation für Kernforschung. Mit seinen größeren Teilchenbeschleunigern treibt es beständig die Grenzen des vorhandenen Wissens über die Bestandteile und Regeln unseres Universums voran. Tausende Menschen aus der ganzen Welt forschen hier – seit mehr als 50 Jahren sind unter ihnen auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Bergischen Universität Wuppertal.

Interessierte sind eingeladen, live mitzuexperimentieren, Blicke auf moderne Forschungsgeräte zu werfen und viele Fragen zu stellen. „Teilchenphysikalische Prozesse laufen auf so kurzen Zeitskalen und so kleinen Raumdimensionen ab, dass sie den menschlichen Sinnen nicht direkt zugänglich sind. In der CityKirche wird sich das ändern: Hier schaffen wir für unsere Gäste spannende Möglichkeiten, in diese faszinierende Welt einzutauchen und zu verstehen, woraus unser Universum besteht und wie es funktioniert“, so Mitgastgeber Prof. Dr. Wolfgang Wagner aus der Arbeitsgruppe Experimentelle Elementarteilchenphysik.

Mit ringförmigen Teilchenbeschleunigern wie dem „Large Hadron Collider“, der mit 27 Kilometern Umfang zu den weltweit größten und leistungsstärksten gehört und das Flaggschiff-Projekt des CERN ist, werden Teilchen auf sehr hohe Energien beschleunigt. Beobachtet werden sie dabei von Detektoren, die schließlich die Ergebnisse der Kollisionen erfassen und Aussagen über die Wechselwirkung der Teilchen zulassen. Die so gewonnenen Daten helfen dabei, die noch offenen Fragen zur Entwicklung unseres Universums zu beantworten.

Unter der Leitung der Professoren Wolfgang Wagner und Christian Zeitnitz analysieren Teilchenphysikerinnen und -physiker der Bergischen Universität seit vielen Jahren Daten des ATLAS-Detektors. Schwerpunkte der Forschung sind die Vermessung der Eigenschaften des 2012 am CERN neu entdeckten „Higgs-Teilchens“ und des schwersten der bekannten Elementarteilchen, des „Top-Quarks“, sowie die Suche nach neuen, noch unbekannten Teilchen und Kräften. Unterstützt wird diese Forschung durch das eigene wissenschaftliche Höchstleistungsrechenzentrum PLEIADES, mit dem die Bergische Uni Ende der 2000er als eine der ersten deutschen Forschungsinstitutionen vollständig in die CERN-Infrastruktur eingebunden wurde und ATLAS-Daten vollautomatisch verarbeitet werden können.

An einem zweiten LHC-Experiment mit dem CMS-Detektor erforscht Prof. Dr. Katerina Lipka mit ihren Kolleginnen und Kollegen unter anderem die Eigenschaften des Top-Quarks in Bezug auf die Vorhersagen der Stabilität unseres Universums und auf das Verständnis der starken Kraft, die die Materie zusammenhält.

Ein weiteres Projekt am CERN verbindet die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit dem Ziel, die Forschung im Bereich der kleinsten Teilchen der breiten Öffentlichkeit, insbesondere Jugendlichen, zugänglich zu machen. Dabei haben Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, in Workshops, Experimenten und sogenannten Masterclasses die Teilchenphysik zu erleben.

Auch an der Bergischen Universität kommen für letztere regelmäßig Schülerinnen und Schüler aus der Region zusammen: Indem sie gemeinsam mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler arbeiten und Originaldaten der LHC-Experimente auswerten, erhalten die Jugendlichen einen Eindruck davon, wie in der modernen Physik geforscht wird. Einer der Programmhöhepunkte ist eine abschließende Videokonferenz mit zeitgleich stattfindenden Masterclasses in ganz Europa und Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am CERN zum Austausch über die Ergebnisse.

In der Forschungsgruppe „The Epistemology of the Large Hadron Collider“ haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus drei Nationen bis 2023 die Forschungen mit dem Teilchenbeschleuniger LHC aus philosophischer, historischer und soziologischer Sicht untersucht. Im Fokus der Zusammenarbeit zwischen den Geisteswissenschaften und der Physik stand die Frage, auf welchen Grundlagen die Teilchenphysik umfassendere und fundamentalere Theorien von der Natur entwickeln kann und welche neuartigen Prinzipien der Wissenschaftsentwicklung dabei verwendet werden können.