Technische Universität Wien
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2008-07-14 [

Daniela Hallegger

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Anton Rebhan – Professor für Theoretische Physik

Dass sein Forschungsgebiet unser Weltbild wieder einmal auf den Kopf stellt, wünscht sich der Wissenschafter aus Oberösterreich, der über die Philosophie zur Teilchenphysik kam. Tatsächlich steht die Inbetriebnahme eines neuen Teilchenbeschleunigers mit bisher unerreichten Energien am europäischen Forschungszentrum CERN bei Genf vor der Tür, mit dem das sogenannte Higgs-Teilchen und falls möglich Physik jenseits der existierenden Theorien entdeckt werden soll. Eine intensive Zusammenarbeit mit WissenschafterInnen an anderen Universitäten und internationalen Forschungszentren wie dem CERN sind die Grundlage für die Forschungstätigkeit von Anton Rebhan. In seiner Freizeit widmet sich der Vater von fünf Söhnen seiner Familie und macht gelegentlich auch dann noch Physik.

Professor Anton Rebhan, photonews.at/Georges Schneider

Von der Philosophie zur Teilchenphysik

Professor Rebhan bringt seine Wahl der Ausbildung zunächst mit seinem Vater in Verbindung. Dieser setzte die große Hoffnung in ihn, dass er eine Lehre als Elektriker absolvieren und einmal gemeinsam mit ihm einen eigenen Betrieb eröffnen würde. Der gebürtige Oberösterreicher Rebhan wurde diesem vorgezeichneten Weg aber nicht ganz gerecht, als er sich für die Matura in einem Werkschulheim im Bundesland Salzburg entschied, obwohl er dort gleichzeitig eine Handwerksausbildung in Radio- und Fernsehmechanik absolvieren konnte. Im Jahr 1979 begann er ein Physikstudium an der TU Wien, gewissermaßen als Kompromiss zwischen rein naturwissenschaftlichen Interessen und dem Ziel einer technikorientierten Ausbildung. Zur Physik gelangte Rebhan über die Philosophie. „Im Rahmen einer Jahresarbeit als Vorbereitung für die Universität habe ich viele Philosophiebücher gelesen. Bei der Lektüre gewann ich den Eindruck, dass man vor allem in der theoretischen Physik etwas Neues entdecken und erlernen kann. Denn da hat sich gerade im 20. Jahrhundert eine Menge getan. Ich bekam den Eindruck, dass wenn überhaupt dann hier wirklich tiefe Wahrheiten zu suchen sind.“ Mit Voranschreiten des Studiums kristallisierte sich immer mehr sein Interesse für theoretische Physik und Themen aus der Grundlagenforschung heraus. Sowohl im Rahmen seiner Diplomarbeit, als auch bei der Dissertation beschäftigte sich Anton Rebhan mit Quantenfeldtheorie, der theoretischen Grundlage der Elementarteilchenphysik. Sein Betreuer war sein Vorgänger als Professor, der prominente Physiker Wolfgang Kummer. Während des Militärdienstes bewarb sich Rebhan um ein Fellowship am CERN (Europäische Organisation für Kernforschung) bei Genf, das ihm erlaubte von 1990 bis 1992 an der dortigen Theorie-Abteilung zu forschen. Im Anschluss folgte eine halbjährige Tätigkeit an einem Teilchenphysik-Forschungszentrum in Annecy in Frankreich. In dieser Zeit verfasste Rebhan seine Habilitation und nahm nach einem kurzen Zwischenstopp in Wien ein Angebot für eine Lehrstuhlvertretung an der Universität Bielefeld an. Von 1993 bis 1995 folgten zwei Jahre am Forschungszentrum DESY, bekannt für seine Synchrotron-Strahlungsquelle, in Hamburg. 1996 wieder in Wien zurück, wurde Rebhan außerordentlicher Professor an der TU Wien. Seit 1. März 2008 ist Anton Rebhan Universitätsprofessor für Theoretische Physik und Leiter der Arbeitsgruppe „Fundamentale Wechselwirkungen“ am Institut für Theoretische Physik der TU Wien.

Forschungsschwerpunkt: Quark-Gluon-Plasma-Physik und andere Elementarteilchen
 
Die Suche nach einem neuen Elementarteilchen mit dem Namen „Higgs“ steht derzeit im Mittelpunkt des Erkenntnisinteresses der Teilchenphysiker wie Professor Rebhan. Seit ungefähr 15 Jahren ist man mit dem Aufbau eines neuen besonders energiereichen Teilchenbeschleunigers am CERN beschäftigt, dem „Large Hadron Collider“ (LHC). Noch in diesem Herbst soll die Anlage in Betrieb gehen, die einen Umfang von 27 Kilometern hat und in 100 m Tiefe zum Teil unter französischem und zum Teil unter Schweizer Staatsgebiet liegt. „Von den Experimenten, die mit diesem Beschleuniger durchgeführt werden sollen, hängt die Zukunft der Teilchenphysik ganz stark ab. Es entscheidet sich, ob wir es schaffen, neue Bereiche in der Physik aufzumachen, die über das hinausgehen, was wir an gesicherter Theorie haben“, so Rebhan. Um den Aufbau der Materie zu erforschen, bedarf es immer höherer Energien für immer kleinere Distanzen. Der energiereichste Beschleuniger existiert derzeit am amerikanischen Fermilab in Chicago. „Unser momentanes, theoretisches Standardmodell sagt vorher, dass es noch ein ganz fundamentales Teilchen gibt, das bisher nicht entdeckt wurde. Dieses eine Teilchen, das sogenannte ‚Higgs’ spielt eine sehr zentrale Rolle. Es ist verantwortlich dafür, dass alle Materie eine Masse hat. Wir werden versuchen es jetzt an diesem europäischen Beschleuniger zu finden“, erklärt Rebhan. Darüber hinaus erhoffen sich die ForscherInnen auf diesem Gebiet nicht nur dieses eine Teilchen sondern völlig neue Physik zu finden. Eine weitere Forschungsrichtung am CERN werden auch Experimente rund um das Quark-Gluon-Plasma sein, die zur Zeit an einem anderen, weniger energiereichen Beschleuniger in den USA betrieben werden, der sich RHIC (Relativistic Heavy Ion Collider) nennt und auf Long Island bei New York steht. Einige grundlegende Berechnungen dazu stammen von der Forschungsgruppe um Professor Rebhan. „Die Bezeichnung 'Quark-Gluon' bezieht sich ebenfalls auf Elementarteilchen, aber solche, die nie als eigenständige Teilchen beobachtet werden können. Aus den sogenannten Quarks und Gluonen setzen sich die besser bekannten Protonen und Neutronen zusammen, die die Bausteine von Atomkernen sind. Mit energiereichen Kollisionen von schweren Atomkernen versucht man nun, einen neuen Zustand der Materie zu generieren, der rein aus Quarks und Gluonen besteht“, fasst Rebhan zusammen. Daneben beschäftigt sich Rebhan auch mit den Forschungsthemen Supersymmetrie und Quantenfeldtheorie. Einige Methoden, die bisher nur in supersymmetrischen Feldtheorien und in der Stringtheorie eingesetzt wurden, können nun auch für die Quark-Gluon-Plasma-Physik herangezogen werden. Als weltweit führend bezeichnet Rebhan seine Forschungsgruppe vor allem auf dem Gebiet der Plasma-Instabilitäten, die die TU-WissenschafterInnen für das neue Gebiet der Quark-Gluon-Plasma-Physik angewandt und als eine der ersten durchgerechnet haben.

Berufsziel ForscherIn

„Ich halte Vorlesungen, wie zum Beispiel die Elektrodynamik, die alle Studierenden besuchen müssen, aber auch Spezialvorlesungen, bei denen man das Rüstzeug für die Forschung erlernt. Denn die Lehre muss auf all diesen Ebenen ablaufen“, so Rebhan. Es gibt auch eine Arbeitsgemeinschaft, in der sich StudentInnen den Stoff selber erarbeiten müssen und ihn dann vor KollegInnen vortragen. „Die theoretische Teilchenphysik ist kein Gebiet, wo man große Mengen für den industriellen Bedarf ausbilden müsste. Die Leute, die diesen Weg einschlagen, haben in der Regel kein vorgefertigtes Berufsbild, sondern sind prädestiniert als Forscher zu arbeiten. Ein Großteil derer, die bei mir die Dissertation geschrieben haben, sind tatsächlich in der Forschung geblieben. Der Konkurrenzkampf auf diesem Gebiet ist aber sehr hart, einfach weil relativ wenige TheoretikerInnen gebraucht werden. Bewirbt man sich für eine Post doc-Stelle, hat man schnell einmal 100 MitbewerberInnen. Der Markt für diese Art von Grundlagenforschung ist eben extrem klein“, beschreibt Rebhan die Situation. „Aber auch diejenigen, die nicht bei der Forschung bleiben konnten oder wollten, profitierten beruflich davon, eine vielfältige forschungsgeleitete Ausbildung auf höchstem Niveau absolviert zu haben.“

Physik, Physik, Physik und ein neues Weltbild

In seiner Freizeit macht der TU-Professor ebenfalls oft Physik. Er zählt seinen Beruf damit auch zu seinen privaten Interessen. Darüber hinaus ist der aus Gaspoltshofen in Oberösterreich stammende Physiker Vater von fünf Söhnen. „Einen guten Teil meiner Freizeit verbringe ich als Chauffeur für meine Kinder. Sie machen alle viel Sport, aber auch Musik. Zwei sind heuer mit ihren jeweiligen Handballmannschaften Vize-Staatsmeister geworden, einer hat einen ersten Preis bei einem landesweiten Klavierwettbewerk gemacht. Der älteste Sohn schreibt gerade eine Jahresarbeit in Physik, wo er sich  mit dem frühen Universum beschäftigt .“ An der TU Wien schätzt Rebhan die gute Infrastruktur und seine StudentInnen. „Die TU Wien zieht ambitionierte StudentInnen an. Ich habe in der Vergangenheit jedenfalls ein paar fantastisch gute StudentInnen gehabt, die dann internationale Karriere als ForscherInnen gemacht haben.“ Darüber hinaus möchte Rebhan weiterhin die Grundlagenforschung auf seinem Gebiet vorantreiben. „Es wird schon erkannt, dass Grundlagenforschung, auch wenn sie nicht anwendungsorientiert ist, absolut notwendig ist. Ich hoffe, dass dies auch an der TU Wien weiterhin so gesehen wird. Darüber hinaus wünsche ich mir, dass in der Teilchenphysik bald so spektakuläre Ergebnisse ans Tageslicht kommen, dass dies einen starken Impuls für das gesamte Gebiet zur Folge hat. Mit ein bisschen Glück kommen bereits 2009 die ersten überraschenden Entdeckungen. Etwas Neues, das irgendwann auch unser Weltbild wieder auf den Kopf stellt – oder auf die Beine ...“, so Rebhan.