ichStellen Sie sich vor, Sie gehen zu einer Zoologie-Konferenz. Die erste Rednerin spricht über ihr 3D-Modell einer 12-beinigen lila Spinne, die in der Arktis lebt. Es gibt keine Beweise dafür, gibt sie zu, aber es ist eine überprüfbare Hypothese, und sie argumentiert, dass eine Mission losgeschickt werden sollte, um die Arktis nach Spinnen zu durchsuchen.
Der zweite Sprecher hat ein Modell für einen fliegenden Regenwurm, aber er fliegt nur in Höhlen. Auch dafür gibt es keine Beweise, aber er bittet darum, die Höhlen der Welt zu durchsuchen. Das dritte hat ein Modell für Tintenfische auf dem Mars. Es ist testbar, betont er.
Kudos an die Zoologen, ich habe noch nie von einer solchen Konferenz gehört. Aber fast jede Teilchenphysik-Konferenz hat Sitzungen wie diese, außer dass sie es mit mehr Mathematik tun. Unter Physikern ist es üblich geworden, neue Teilchen zu erfinden, für die es keine Beweise gibt, Abhandlungen darüber zu veröffentlichen, weitere Abhandlungen über die Eigenschaften dieser Teilchen zu schreiben und zu fordern, dass die Hypothese experimentell überprüft wird. Viele dieser Tests wurden tatsächlich durchgeführt, und während wir hier sprechen, werden weitere in Auftrag gegeben. Es verschwendet Zeit und Geld.
Seit den 1980er Jahren haben Physiker einen ganzen Teilchenzoo erfunden, dessen Bewohner Namen tragen wie Preons, Sfermions, Dyons, Magnetic Monopoles, Simps, Wimps, Wimpzillas, Axions, Flaxions, Erebons, Accelerons, Cornucopions, Giant Magnons, Maximons, Macros, Wisps , Fips, Branons, Skyrmionen, Chamäleons, Cuscutons, Planckons und sterile Neutrinos, um nur einige zu nennen. Wir hatten sogar eine (glücklicherweise kurzlebige) Modeerscheinung von „Unpartikeln“.
Alle Experimente, die nach diesen Teilchen gesucht haben, sind leer ausgegangen, insbesondere diejenigen, die nach Teilchen gesucht haben, aus denen dunkle Materie besteht, eine Art Materie, die angeblich das Universum erfüllt und sich durch ihre Anziehungskraft bemerkbar macht. Wir wissen jedoch nicht, dass dunkle Materie tatsächlich aus Teilchen besteht; und selbst wenn, um astrophysikalische Beobachtungen zu erklären, braucht man keine Einzelheiten über das Verhalten der Teilchen zu kennen. Der Large Hadron Collider (LHC) hat auch keines dieser Teilchen gesehen, obwohl viele theoretische Physiker vor seinem Start zuversichtlich waren, dass er zumindest einige sehen würde.
Sprechen Sie privat mit Teilchenphysikern, und viele von ihnen werden zugeben, dass sie nicht wirklich glauben, dass diese Teilchen existieren. Sie rechtfertigen ihre Arbeit damit, dass es sich um bewährte Verfahren handele oder dass einem von ihnen ab und zu eine Idee einfällt, die für etwas anderes nützlich ist. Auch eine Armee von Schreibmaschinenaffen kann manchmal einen nützlichen Satz hervorbringen. Aber ist das eine gute Strategie?
Experimentelle Teilchenphysiker wissen um das Problem und versuchen, sich von dem zu distanzieren, was ihre Kollegen in der Theorieentwicklung tun. Gleichzeitig profitieren sie davon, weil all diese hypothetischen Teilchen in Förderanträgen verwendet werden, um Experimente zu rechtfertigen. Und so halten auch die Experimentatoren den Mund. Damit bleiben Leute wie ich, die das Feld verlassen haben – ich arbeite jetzt in der Astrophysik – als die einzigen, die in der Lage und bereit sind, die Situation zu kritisieren.
Es gibt viele Faktoren, die zu diesem traurigen Niedergang der Teilchenphysik beigetragen haben. Teilweise ist das Problem sozialer Natur: Die meisten Menschen, die in diesem Bereich arbeiten (ich war früher einer von ihnen) wirklich glauben, dass das Erfinden von Teilchen ein gutes Verfahren ist, weil es das ist, was sie gelernt haben und was alle ihre Kollegen tun.
Aber ich glaube, der größte Beitrag zu diesem Trend ist ein Missverständnis von Karl Poppers Philosophie der Wissenschaft, die, um es kurz zu machen, verlangt, dass eine gute wissenschaftliche Idee falsifizierbar sein muss. Teilchenphysiker scheinen dies so missverstanden zu haben, dass jede falsifizierbare Idee auch gute Wissenschaft ist.
In der Vergangenheit waren Vorhersagen für neue Teilchen nur dann richtig, wenn sie hinzugefügt wurden, um ein Problem mit den bestehenden Theorien zu lösen. Zum Beispiel die derzeit akzeptierte Theorie der Elementarteilchen – die Standardmodell – erfordert keine neuen Partikel; es funktioniert gut so wie es ist. Das Higgs-Boson hingegen wurde benötigt, um ein Problem zu lösen. Die von Paul Dirac vorhergesagten Antiteilchen waren ebenfalls notwendig, um ein Problem zu lösen, ebenso wie die von Wolfgang Pauli vorhergesagten Neutrinos. Die modernen neuen Teilchen lösen keine Probleme.
In einigen Fällen besteht die Aufgabe der neuen Partikel darin, eine Theorie ästhetisch ansprechender zu gestalten, in vielen Fällen besteht ihr Zweck jedoch darin, statistische Anomalien anzupassen. Jedes Mal, wenn eine Anomalie gemeldet wird, schreiben Teilchenphysiker schnell Hunderte von Artikeln darüber, wie neue Teilchen angeblich die Beobachtung erklären. Dieses Verhalten ist so verbreitet, dass sie sogar einen Namen dafür haben: „Ambulance-Chasing“, nach der anekdotischen Strategie von Anwälten, Krankenwagen zu folgen, in der Hoffnung, neue Mandanten zu finden.
Die Jagd nach einem Krankenwagen ist eine gute Strategie, um seine Karriere in der Teilchenphysik voranzutreiben. Die meisten dieser Artikel bestehen die Peer-Review und werden veröffentlicht, weil sie technisch nicht falsch sind. Und da Krankenwagen-Jäger die Papiere des anderen zitieren, können sie schnell Hunderte von Zitaten sammeln. Aber es ist eine schlechte Strategie für den wissenschaftlichen Fortschritt. Nachdem die Anomalie verschwunden ist, werden diese Papiere irrelevant.
Dieses Verfahren, Teilchen zu erfinden und sie dann auszuschließen, gibt es schon so lange, dass Tausende von Ordinarius-Professoren mit Forschungsgruppen davon leben. Es ist allgemein akzeptierte Praxis in der Physikgemeinschaft geworden. Ob es Sinn macht, hinterfragt auch niemand. Zumindest nicht in der Öffentlichkeit.
Ich glaube, dass es bei den Grundlagen der Physik Durchbrüche gibt, die darauf warten, gemacht zu werden; Die Welt braucht mehr denn je technologische Fortschritte, und jetzt ist nicht die Zeit, um mit der Erfindung von Partikeln herumzuhängen und zu argumentieren, dass selbst ein blindes Huhn manchmal ein Korn findet. Als ehemaliger Teilchenphysiker macht es mich traurig zu sehen, dass das Feld zu einer Fabrik für nutzlose wissenschaftliche Arbeiten geworden ist.
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Sabine Hossenfelder ist Physikerin am Frankfurt Institute for Advanced Studies, Deutschland. Sie ist Autorin von Existential Physics: A Scientist’s Guide to Life’s Biggest Questions und Schöpferin des YouTube-Kanals Science Without the Gobbledygook.