Leon Lederman

Leon Max Lederman (15. Juli 1922 – 3. Oktober 2018) war ein US-amerikanischer Physiker, Direktor des Fermilab und einer der wirkungsvollsten Vermittler der Teilchenphysik. 1988 erhielt er gemeinsam mit Melvin Schwartz und Jack Steinberger den Nobelpreis für Physik.

Herkunft und Anfänge

Lederman wuchs als Sohn jüdischer Einwanderer aus Russland in New York auf; die Familie betrieb eine Wäscherei. Er studierte am City College of New York, diente im Zweiten Weltkrieg in der Armee und wurde 1951 an der Columbia University promoviert, wo er anschließend fast drei Jahrzehnte forschte.

Der Nachweis zweier Neutrinoarten

Beim Experiment von 1962 in Brookhaven war Lederman einer der drei federführenden Physiker. Die Methode — ein aus Pionenzerfällen gewonnener Neutrinostrahl hinter massiver Abschirmung — ist auf der Seite zu Melvin Schwartz beschrieben.

Ledermans Stärke lag im Betrieb solcher Anlagen: darin, ein Großgerät zum Laufen zu bringen, Untergrund zu beherrschen und über Monate hinweg die Disziplin zu halten, die für 51 saubere Ereignisse nötig war.

Das Bottom-Quark

1977 gelang Lederman am Fermilab eine zweite Entdeckung ersten Ranges. Seine Gruppe fand das Upsilon-Meson — einen gebundenen Zustand aus einem Bottom-Quark und seinem Antiquark.

Damit war die dritte Quarkfamilie nachgewiesen, passend zur dritten Leptonfamilie, die Martin Perl zwei Jahre zuvor eröffnet hatte. Die Symmetrie zwischen Quarks und Leptonen, die das Standardmodell verlangt, war damit auch in der dritten Generation bestätigt.

Bemerkenswert ist eine Vorgeschichte: Ledermans Gruppe hatte 1976 bereits eine Struktur gemeldet, die sich als statistische Schwankung erwies. Sie erhielt intern den Spitznamen „Oops-Leon". Die spätere, echte Entdeckung war umso sorgfältiger abgesichert.

Fermilab

Von 1979 bis 1989 leitete Lederman das Fermi National Accelerator Laboratory bei Chicago. In seine Amtszeit fällt der Bau des Tevatron, das für zwei Jahrzehnte der stärkste Beschleuniger der Welt blieb und auf dem 1995 der Nachweis des Top-Quarks gelang.

Am Fermilab entstand auch die Infrastruktur, aus der der NuMI-Neutrinostrahl hervorging — jener Strahl, mit dem MINOS die Neutrinooszillation vermessen hat, mit dem 2012 die erste Neutrinokommunikation gelang und auf dessen Nachfolger DUNE aufbaut.

Der Vermittler

Lederman war überzeugt, dass Physik allen gehört. Er gründete 1985 die Illinois Mathematics and Science Academy, eine öffentliche Internatsschule für begabte Jugendliche, und setzte sich zeitlebens für den Physikunterricht ein — auch für den an gewöhnlichen Schulen in schwierigen Vierteln.

Bekannt wurde sein Buch über das Higgs-Boson, in dem er dieses als „das Gottesteilchen" bezeichnete. Der Ausdruck ging um die Welt. Lederman selbst erklärte später, sein Verleger habe den ursprünglich vorgesehenen, weit respektloseren Titel abgelehnt.

Viele Physikerinnen und Physiker halten die Bezeichnung bis heute für unglücklich, weil sie eine Bedeutung suggeriert, die das Teilchen nicht hat. Ihre Verbreitung zeigt aber, wie gut Lederman verstand, Aufmerksamkeit zu erzeugen — und Aufmerksamkeit ist die Währung, in der Großforschung bezahlt wird.

Die letzten Jahre

Lederman erkrankte im Alter an Demenz. 2015 versteigerte er seine Nobelpreismedaille, um die Kosten seiner Pflege zu decken. Er starb 2018 im Alter von 96 Jahren in einem Pflegeheim in Idaho.

Der Vorgang wurde damals viel beachtet — als Hinweis darauf, wie wenig gesellschaftliche Anerkennung im Ernstfall trägt.

Einordnung

Wenige Laufbahnen verbinden so vieles: zwei fundamentale Entdeckungen, die Leitung eines der größten Forschungslabors der Welt und jahrzehntelange Arbeit für die Bildung.

Für die Neutrinophysik zählt vor allem eines: Lederman gehörte zu denen, die aus einem kaum nachweisbaren Teilchen ein Instrument gemacht haben, mit dem sich heute Grundfragen der Physik beantworten lassen.

Verwandte Begriffe

• Melvin Schwartz — die Strahlidee
• Jack Steinberger
• Martin Perl — die dritte Leptonfamilie
• MINOS — Neutrinophysik am Fermilab

Quellen

• G. Danby u. a.: Observation of High-Energy Neutrino Reactions and the Existence of Two Kinds of Neutrinos, Physical Review Letters 9, 36 (1962).
• S. W. Herb u. a.: Observation of a Dimuon Resonance at 9.5 GeV, Physical Review Letters 39, 252 (1977).
• Nobelstiftung: Nobelpreis für Physik 1988.