\chapter{DESY Zeuthen}

% letzte aenderung 10.10.08
\section{Die Vorgeschichte}
\index{Zeuthen}

\begin{figure}[htbp]
  	\begin{center}
    \includegraphics[width=0.9\textwidth]{zeuthen/zeuthenluft1}
    \caption{Der Zeuthener See 1992 mit dem Gelände des Instituts für 
Hochenergiephysik im Vordergrund (DESY-Archiv).}
   	\label{zeuthen-luftbild}
  	\end{center}
\end{figure}

\noindent
Zeuthen ist eine Gemeinde von einigen tausend Einwohnern, am 
südöstlichen Rand von Berlin auf dem Gebiet der ehemaligen 
DDR gelegen. Hier wurde 1939 durch den damaligen Reichspostminister 
Dr. Wilhelm Ohnesorge ein kernphysikalisches Laboratorium unter 
dem Namen \glqq{}Amt für physikalische Sonderfragen\grqq{} 
der Reichspost-Forschungsanstalt gegründet \cite{Sta01}. \addbigparskip

Von der Bedeutung der
 Kernforschung -- die Entdeckung 
der Kernspaltung durch Hahn und Strassmann lag gerade ein Jahr 
zurück -- war Ohnesorge durch Manfred von Ardenne überzeugt worden, 
einen vielseitigen und umtriebigen Erfinder, Ingenieur 
und Organisator. Ardenne war offenbar der Ansicht, dass 
die maßgeblichen deutschen Kernphysik-Professoren, allen voran 
Otto Hahn in seinem Berliner Kaiser-Wilhelm-Institut, die experimentellen 
Möglichkeiten, die sich mit Beschleunigern wie Zyklotrons und 
elektrostatischen Kaskadengeneratoren boten, nicht energisch genug 
vorantrieben 
oder es nicht verstanden, sich die dazu nötigen Mittel zu verschaffen. 
Tatsächlich gab es bis 1943 in Deutschland, im Gegensatz zu vielen anderen Ländern, kein funktionierendes Zyklotron, so dass man beispielsweise Plutonium nicht herstellen und untersuchen konnte. Ardenne selbst betrieb -- als 
Privatgelehrter und Unternehmer -- ein eigenes Institut in Berlin-Lichterfelde, 
wo er einen Kaskadenbeschleuniger aufbaute. Von Ohnesorge, 
der einen direkten Draht zu Hitler hatte, dürfte er sich eine 
besondere Förderung erhofft haben. \addbigparskip 

Ohnesorge indessen entwickelte selbst Ehrgeiz und gründete ein 
eigenes Institut -- und zwar außerhalb des bombengefährdeten 
Berlin auf einem etwa 20000 m$^{2}$ großen Grundstück, praktischerweise 
in unmittelbarer Nachbarschaft zur Wohnung einer seiner Freundinnen 
direkt am Zeuthener See in Miersdorf, einem Ortsteil 
von Zeuthen \cite{Bai93}. Leiter 
wurde Georg Otterbein, ein bei Peter Debye promovierter Mitarbeiter 
der Forschungsanstalt der Reichspost. Das Personal dürfte insgesamt 
an die 60 Personen umfasst haben, darunter etwa 10 Wissenschaftler. 
Ungeachtet vieler kriegsbedingter Probleme gingen die Arbeiten 
energisch voran. Im Jahr 1943 konnte eine von der Firma C. H. F. Müller 
in Hamburg gebaute 1,2~MV Kaskadenbeschleuniger-Anlage in Betrieb 
genommen werden; eine zweite sollte von Siemens geliefert werden. 
Dafür war eine Halle von 18~$\times$~28 m$^{2}$ Grundfläche und 17~m Höhe 
errichtet worden. Der Kaskadenbeschleuniger wurde zur Erzeugung 
von Neutronen, zur Bestrahlung von Proben für eigene und die 
Forschungsarbeiten anderer Institute im Berliner Raum sowie zur 
Herstellung von Isotopen genutzt. Auch Kernreaktionen wurden 
mittels Nebelkammern und Zählrohren untersucht.\footnote{Es wurde kolportiert, dass Ohnesorge -- vermutlich 
1942 -- Hitler persönlich über seine kernphysikalischen Ambitionen 
berichtet habe (\glqq{}Mein Führer, wir bauen die Atombombe!\grqq{}), bei 
Hitler damit aber nur auf spöttisches Desinteresse gestoßen 
sei; er habe davon bereits in den \glqq{}phantastischen Erzählungen 
von Hoffmann\grqq{} gehört. Hoffmann, Hitlers Leibfotograf, hatte es seinerseits 
von Ohnesorge \cite{Ard72}. Tatsächlich besaßen die Arbeiten in Zeuthen-Miersdorf keinerlei militärische Relevanz.}    \addbigparskip

Schon seit 1940 liefen außerdem Planungen und Vorarbeiten für 
ein Zyklotron, das als starke Quelle von Neutronen und von Ionenstrahlen 
bis über 10~MeV Energie dienen sollte \cite{Nat53}. Der 50 t schwere Magnet 
wurde 1944 von einer Wiener Firma fertiggestellt und in Zeuthen 
in einer teilweise unterirdisch gelegenen, 9~$\times$~14 m$^{2}$ großen 
Halle aufgebaut, ebenso ein von der Lorenz AG in Berlin gebauter 
Hochfrequenzsender. 
Das Zyklotron war von den Generator- und 
Kontrollräumen und den benachbarten Radiochemie-Laboratorien durch 
eine 1,2~m dicke Wasserwand zur Abschirmung der Neutronen und 
eine zusätzliche Betonwand getrennt, die in voller Höhe und 
Breite quer durch das Gebäude gezogen waren; zwischen Bestrahlungskammer 
und Messlabor verlief eine Rohrpostanlage. Im Institut selbst 
wurden die Ionenquelle, die Vakuumkammer und die Hochfrequenzresonatoren gebaut. Bei Kriegsende im Frühjahr 1945 waren alle 
Einzelteile für das Zyklotron fertiggestellt, nur der endgültige 
Zusammenbau stand aus. \addbigparskip

Als Zeuthen im Mai 1945 von sowjetischen Truppen besetzt wurde, 
machten sich diese sofort an die Demontage des Zyklotrons und 
aller sonstigen Einrichtungen des Instituts. Bereits im Juni war das komplette 
Inventar, inklusive aller Dokumente und der wertvollen wissenschaftlichen 
Bibliothek von Max Planck, die wegen der Bombardierungen in Berlin 
nach Zeuthen ausgelagert worden war, in Richtung Osten entschwunden; 
über den Verbleib ist nichts bekannt. 
Die meisten der in Zeuthen 
tätig gewesenen Wissenschaftler hatten sich nach Westdeutschland 
abgesetzt, um nicht in die Sowjetunion \glq{}eingeladen\grq{} zu werden; 
mindestens einer von ihnen verbrachte allerdings die folgenden 
Jahre in Russland und kam erst in den fünfziger Jahren zurück. 
Die Institutsgebäude wurden in der Zwischenzeit als Lagerhallen 
oder provisorischer Wohnraum und später von einer Schokoladenfabrik genutzt. 
\index{Zeuthen in der DDR}

\section{Das Institut zur Zeit der DDR}
\index{Zeuthen in der DDR}
Etwa gegen 1950 -- die DDR war inzwischen gegründet -- begann 
man sich staatlicherseits wieder für die Kernphysik zu interessieren. 
Dabei dachte man nicht nur an eine eventuelle spätere Nutzung 
der Kernenergie, die eine Beherrschung des Umgangs mit radioaktivem 
Material und der dazu benötigten Mess- und Verfahrenstechnik 
voraussetzen würde, sondern auch an die Herstellung und Anwendung 
radioaktiver Isotope etwa für medizinische Zwecke sowie an die 
kernphysikalische Forschung selbst, damals einer der interessantesten 
und dynamischsten Sektoren der physikalischen Grundlagenforschung. 
Diese Arbeitsrichtung an den Universitäten einzuführen war aber nicht im 
Sinne der DDR; ohnehin war auf Grund alliierter Übereinkünfte die 
Forschung auf diesem Gebiet in Deutschland offiziell noch verboten. 
Die Aufgabe wurde deshalb der nach sowjetischem Vorbild in der DDR gegründeten 
\glqq{}Deutschen Akademie der Wissenschaften\grqq{} (DAdW) anvertraut. 
Der dort zuständige Referent war der inzwischen aus dem Westen 
Deutschlands zurückgekehrte Georg Otterbein, der ehemalige Leiter 
des Zeuthen-Miersdorfer Instituts. \addbigparskip 

Von diesem Institut existierten allerdings nur noch das Gelände und die 
Gebäude. In ihrer Abgelegenheit schienen sie für die beabsichtigten 
Arbeiten gut geeignet, und so gründete man ein Institut unter 
dem unverfänglichen Namen \glqq{}Institut Miersdorf\grqq{} -- in internen 
Dokumenten auch als \glqq{}Institut X (für Atom- und Kernphysik)\grqq{} 
bezeichnet. Unter der kommissarischen Verwaltung zunächst durch 
Otterbein, auf den ab 1952 Michael von der Schulenburg folgte, ein 
aus München in die DDR übergesiedelter Physiker, wurden die 
Gebäude instandgesetzt, erste Labors eingerichtet und der Bau 
eines Kaskadenbeschleunigers in Auftrag gegeben. \addbigparskip 

Ein Problem war allerdings, dass es in der DDR so gut wie keine 
erfahrenen Kernphysiker gab. So konnte sich eine Gruppe junger, 
frisch diplomierter Physiker, die als wissenschaftliche Hilfskräfte 
eingestellt waren -- unter ihnen Karl Lanius, der spätere Institutsleiter
 -- sogleich großen 
Einfluss im Institut sichern und  eine nicht eigentlich 
kernphysikalische Aufgabe, die Untersuchung der kosmischen Strahlung, 
fest im Forschungsprogramm etablieren. Dies bot die Möglichkeit, 
an der Front der Hochenergiephysik zu forschen, auch wenn man 
nicht zu den wenigen gehörte, die damals schon Zugang zu hochenergetischen 
Beschleunigeranlagen hatten. 

Die ersten Veröffentlichungen aus dem Institut betrafen Untersuchungen 
von Lanius mit Kernemulsionen. Hierbei entwickelten sich
bald Kontakte zu Wissenschaftlern in Europa 
einschließlich der Bundesrepublik und, vor allem, in den osteuropäischen 
\glq{}sozialistischen\grq{} Ländern. \addbigparskip
\index{Lanius} 

\begin{figure}[htb]
  	\begin{center}
    \includegraphics[width=0.6\textwidth]{zeuthen/zkaskade}
    \caption{Der 8~m hohe 2~MV-Kaskadenbeschleuniger prägte für viele Jahre das Gesicht des Zeuthener Instituts. Tief unter der Halle lag durch Schwerbeton abgeschirmt der Targetraum, in dem die Bestrahlungen durchgeführt wurden 
 (DESY-Archiv).}
   	\label{zeuthen-kaskade}
  	\end{center}
\end{figure}


Erst 1955 durften die zahlreichen deutschen Physiker und Ingenieure, 
die im sowjetischen Kernwaffenprogramm mitgearbeitet hatten, 
nach Deutschland zurückkehren. Einer von ihnen, Gustav Richter\index{Richter}, 
ein früherer Mitarbeiter von Gustav Hertz, übernahm 1956 die 
Leitung des Instituts, das nun den Namen \glqq{}Kernphysikalisches Institut 
der DAdW zu Berlin\grqq{} erhielt. Inzwischen war die Mitarbeiterzahl 
auf über 100 gestiegen, der Arbeitsschwerpunkt sollte nunmehr 
verstärkt die Niederenergie-Kernphysik und die Entwicklung kernphysikalischer 
Instrumente sein. Trotz einzelner guter Arbeiten auf dem letztgenannten 
Gebiet blieben die Erfolge jedoch weitgehend aus, nicht zuletzt 
weil viele der fähigsten Köpfe die DDR verließen. So sollten 
nochmals mehrere Jahre vergehen, bis der in der DDR-Industrie bestellte 
Kaskadenbeschleuniger nach einem achtjährigen Debakel 1960
endlich in Betrieb ging. Ein ebenfalls vorgesehener Van de Graaf-Beschleuniger 
wurde nie fertig. Richter galt als kompetenter Theoretiker, doch 
den Aufbau eines Experimentalinstituts zu leiten war nicht seine 
Stärke und überdies war er, der den wachsenden Einfluss der 
Partei im Institut nicht hinnehmen wollte, wegen seiner \glq{}bürgerlichen 
Ideologie\grq{} der Kritik der SED-Genossen ausgesetzt. \addbigparskip 

Inzwischen 
war in Rossendorf bei Dresden ein eigenes Zentralinstitut für 
Kernphysik in der DDR geschaffen worden. Nach anfangs hochfliegenden 
Ideen setzte aber allmählich Ernüchterung ein hinsichtlich der 
Rolle, die die Nutzung der Kernenergie in der DDR spielen könne, 
und damit sank auch die Bereitschaft, in die Kernforschung zu 
investieren. \addbigparskip

Alles dies führte dazu, dass nach einigem Hin und Her schließlich 
1962 die Kernphysik aus dem Zeuthener Institut ausgegliedert 
wurde; einzig der Kaskadenbeschleuniger 
blieb und wurde noch bis 1976 zu Bestrahlungen für externe Auftraggeber 
genutzt, wobei es um Änderungen von Materialeigenschaften 
durch Strahlung ging. Die Forschungsaktivität des Instituts 
war von nun an auf die Hochenergiephysik ausgerichtet, Institutsleiter 
wurde Lanius\index{Lanius}, und aus dem Kernphysikalischen Institut wurde die 
\glqq{}Forschungsstelle für Physik hoher Energien\grqq{} mit etwa 150 Mitarbeitern. 
Die Arbeitsgruppe für Quantenfeldtheorie an der Berliner Universität 
unter Frank Kaschluhn wurde dem Institut angegliedert. Einen 
Hochenergiebeschleuniger gab es in der DDR nicht, aber das CERN 
war für die Mitarbeit der DDR-Physiker aufgeschlossen\footnote{Dass das CERN 
für die Mitarbeit von DDR-Physikern offen war, bedeutete natürlich 
keineswegs, dass eine Kollaboration nach normalen Maßstäben möglich gewesen 
wäre. Die DDR ließ Ausreisen in das \glq{}nichtsozialistische\grq{} Ausland nur für 
wenige ausgesuchte, als politisch absolut zuverlässig eingestufte Personen zu 
und längere Aufenthalte waren nur möglich, wenn enge Familienangehörige als 
Geisel in der DDR zurückblieben. } und 1956 war 
mit dem \glqq{}Vereinigten Institut für Kernforschung\grqq{} (VIK) in Dubna 
(Russland) ein Pendant zum CERN für die \glq{}sozialistischen\grq{} Länder 
gegründet worden. Durch den Bau einer leistungsfähigen Entwicklungsanlage 
für Kernemulsionen hatte sich das Zeuthener Institut eine bedeutende 
Rolle in der Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Teilchenforschung 
mittels Kernemulsionen gesichert. \addbigparskip  

Inzwischen war aber die Blasenkammer zum wichtigsten Instrument der 
Teilchenphysik geworden. Für Zeuthen war die Mitarbeit an Experimenten 
mit Blasenkammern geradezu ideal, da der größte Teil der Arbeit 
in der Analyse der aufgezeichneten Bilder bestand, was im jeweiligen 
Heimatinstitut geschehen konnte. Es begann mit Blasenkammer-Expositionen 
am Synchrozyklotron in Dubna, doch sollte sich das Institut schon 
bald zunehmend auf die Mitarbeit in internationalen Kollaborationen 
für Blasenkammer-Experimente am CERN konzentrieren, die sich 
mit hochenergetischen hadronischen Wechselwirkungen befassten. 
Ab 1965 nahm das Institut auch an dem neuen Experiment zur Untersuchung 
der Photoerzeugung von Mesonen und Hyperonen mit der Wasserstoffblasenkammer 
am 6~GeV-Elektronensynchrotron des DESY teil. Trotz der rigiden 
Beschränkungen 
der DDR für Reisen ins \glq{}nichtsozialistische Ausland\grq{} gelang 
es Lanius, für wenige ausgesuchte Zeuthener Physiker die Genehmigung 
der zuständigen Stellen in Regierung, Partei und Staatssicherheit für 
Aufenthalte am CERN und bei DESY zu erreichen. So konnte man Verbindung mit 
westeuropäischen Gruppen halten. Allerdings musste das Institut 
wegen der zunehmenden Abgrenzungspolitik der DDR gegen die Bundesrepublik 
die Zusammenarbeit mit DESY schon nach wenigen Jahren wieder 
aufgeben, doch war damit ein Grundstein für die viel intensivere 
Zusammenarbeit bei HERA fast zwanzig Jahre später gelegt. Über 
die CERN-Experimente blieben auch Kontakte mit Gruppen in Aachen, 
Bonn, Heidelberg und München bestehen. \addbigparskip 

Die erfolgreiche wissenschaftliche Arbeit führte 1968 zu einer 
Aufwertung im Namen des Instituts: Aus der \glqq{}Forschungsstelle\grqq{} 
wurde das \glqq{}Institut für Hochenergiephysik\grqq{} (IfH). Es war und 
blieb die einzige Einrichtung für experimentelle Teilchenphysik 
auf dem Gebiet der DDR. \index{IfH}  \addbigparskip

Ein kritischer Punkt war die Rechnerausstattung. Anfangs besaß 
das Institut nur eine völlig unzureichende Anlage aus DDR-Produktion, 
so dass man auf die intensive Mitnutzung von Rechnern der kollaborierenden 
Institute in der Bundesrepublik und des CERN angewiesen war. 
Erst 1969 konnte ein russischer Großrechner BESM-6 beschafft
werden, für den in Zeuthen nicht nur wegen seiner gigantischen 
Ausmaße ein eigenes großes Gebäude errichtet, sondern auch 
das Betriebssystem weitgehend selbst erst entwickelt werden musste, und der 
nur mangelhaft mit Peripherie ausgestattet war. 
Dazu kam noch, dass die Akademie der Wissenschaften 1971 die Rechner-Experten 
aus dem Institut abzog, um sie im neu gegründeten Akademie-Rechenzentrum in 
Berlin-Adlershof einzusetzen, und die BESM-6 dem Institut nur noch 
eingeschränkt zur Verfügung stand. Wieder mussten die Wissenschaftler des 
IfH auf auswärtige Rechner zurückgreifen. Die inzwischen völlig veraltete 
BESM-6 konnte schließlich erst 1989 durch einen neuen vom Kombinat Robotron 
hergestellten Rechner ersetzt 
werden.\footnote{Tatsächlich sollte der Wunsch der Zeuthener 
Wissenschaftler nach einer dem Stand der Technik entsprechenden Rechnerausstattung erst 1991 mit der Installation eines Clusters von Arbeitsstationen zusammen mit einem zentralen Rechner der Firma Convex in Erfüllung gehen.}  \addbigparskip

Als im Lauf der siebziger Jahre die Blasenkammer mehr und mehr 
von elektronischen Nachweisinstrumenten abgelöst wurde, stellte 
sich auch das IfH auf die neuen Detektortechnologien ein. 
 Das russische Institut für Hochenergiephysik (IHEP) in Protvino 
südlich von Moskau besaß ein 76~GeV-Protonen-Synchrotron; hier hatte man 
zunächst an Experimenten mit der in Frankreich gebauten großen Blasenkammer \glqq{}Mirabelle\grqq{} teilgenommen. Vor allem aber
wollte man zusammen mit russischen Kollaboranten ein großes 
und ehrgeiziges Spektrometer mit einer Streamerkammer (\glqq{}RISK\grqq{}) aufbauen, 
mit der man exotische Quarkzustände zu entdecken und zu untersuchen hoffte. 
Wegen 
technischer, organisatorischer und personeller Probleme, wie 
sie für die wissenschaftliche Arbeit in der Sowjetunion typisch 
waren, zog sich der Aufbau der Anlage allerdings so in die Länge, 
dass, als sie gegen 1980 endlich in Betrieb genommen werden konnte, 
die Entwicklung der Teilchenphysik längst eine ganz andere Richtung 
genommen hatte. Doch hatten etliche der jüngeren Physiker des 
IfH nun Erfahrungen mit neuen Techniken gesammelt, was dem Institut für seine 
späteren Arbeiten sehr zustatten kommen sollte. \addbigparskip 

Das IfH engagierte sich von jetzt ab verstärkt in Kollaborationen, 
welche die CERN-Beschleuniger nutzten, insbesondere das 1976 
in Betrieb genommene 400~GeV-Protonen-Synchrotron SPS. Man beteiligte 
sich noch an den letzten Untersuchungen von Hadron-Hadron-Wechselwirkungen 
mittels Blasenkammern und wandte sich dann dem neuen Gebiet der 
Zähler-Experimente mit Leptonen zu. 
Auf dem Umweg über die Mitgliedschaft im VIK 
Dubna konnte das IfH bei der Untersuchung der tief unelastischen Myonstreuung 
mit dem Spektrometer der BCDMS-Kollaboration (Bologna, CERN, Dubna, München, 
Saclay), sowie später an einem Zähler-Experiment (\glqq{}CHARM\grqq{}) zur 
Suche nach Neutrino-Oszillationen und Tau-Neutrinos 
beim CERN mitarbeiten. In Protvino nutzte man die Blasenkammer \glqq{}SKAT\grqq{} 
zur Untersuchung von Neutrinoreaktionen. Die politischen Gegebenheiten 
machten es unabdinglich, die Zusammenarbeit mit Dubna und dem 
IHEP in Protvino nicht zu vernachlässigen; außerdem galt ein 
großer Teil der Zeuthener Mitarbeiter als politisch nicht hinreichend 
zuverlässig, 
so dass für sie selbst eine kurze Reise in das \glq{}nichtsozialistische 
Ausland\grq{} nicht in Frage kam. \addbigparskip 

Anfang der achtziger Jahre war der Siegeszug der Speicherringe in vollem Gang. 
Für eine substantielle Mitarbeit des IfH an einem PETRA-Experiment 
war die Zeit allerdings politisch noch nicht reif. Immerhin hatte man sich 
in Zeuthen bereits mit den aktuellen Problemen der Jet-Analyse 
beschäftigt und es war zu einem informellen Austausch 
mit DESY-Physikern gekommen, die am TASSO-Experiment beteiligt 
waren; außerdem hatte das Institut Driftröhren für den Mark J-Detektor 
gefertigt. \addbigparskip

Als sich 1982 die LEP-Kollaborationen am CERN bildeten, 
konnte das IfH sich aber in aller Form dem L3-Experiment anschließen. Wesentliche Teile des Spurendetektors für das Experiment wurden in Zeuthen 
gebaut. Auch die Zeuthener Theoriegruppe beteiligte sich mit wichtigen  
Arbeiten zur Interpretation der LEP-Messdaten. In Ermangelung des für die CERN-Beteiligung einzubringenden finanziellen Beitrags in harter Währung -- ein Problem für die devisenarme DDR -- war ein in der DDR hergestellter großer Portalkran für die Installation des L3-Detektors nach 
Genf geliefert worden. \addbigparskip 

Die Zusammenarbeit mit DESY war politisch heikler. Offiziell wurde als Vorwand 
zum Bremsen seitens der DDR-Administration das Fehlen eines formellen 
Wissenschaftsabkommens\footnote{Das Problem war, dass die Bundesrepublik auf
der Einbeziehung von West-Berlin in das Abkommen bestand, was die DDR nicht
akzeptierte.} mit der 
Bundesrepublik vorgeschoben -- ein solches 
Abkommen wurde tatsächlich erst 1987 geschlossen. Der wahre Grund war 
natürlich die -- berechtigte -- Furcht, so mancher in der DDR eingesperrte 
Leistungsträger könne auf die Idee kommen, ein Leben im freien Teil 
Deutschlands vorzuziehen. 
Die Wiederaufnahme einer aktiven und stetigen Zusammenarbeit des IfH mit DESY 
kam trotzdem 1985 zustande, und zwar auf Initiative von Volker Soergel, dem 
Vorsitzenden des DESY-Direktoriums. Er hatte dazu ein Essen mit Lanius 
anlässlich einer Tagung in den USA genutzt. Die Motivation auf DESY-Seite war zweifach. Mit dem Institut in Zeuthen existierte unweit von Hamburg ein Reservoir an tüchtigen Wissenschaftlern, deren Mitarbeit für DESY nur ein Gewinn sein konnte. Ein weiterer 
Punkt war ein menschlicher und darüber hinaus auch ein politischer. 
Es war die Absicht und die Hoffnung, möglichst vielen der deutschen 
Kollegen aus der DDR zu besseren wissenschaftlichen Arbeitsmöglichkeiten 
zu verhelfen und auch solche, die normalerweise nicht zu den 
\glq{}Reisekadern\grq{} gehörten, in die Bundesrepublik einzuladen, damit 
sie das Leben im anderen Teil Deutschlands kennenlernen konnten. Die 
internationale Konferenz über Hochenergiephysik 
hatte 1984 in Leipzig stattgefunden und Gelegenheit zum Kennenlernen 
vieler junger Physiker aus Zeuthen geboten, und es war offensichtlich, 
dass sie und ihre Forschungsarbeit unter der Isolierung litten. \addbigparskip 

Lanius ergriff die einzigartige Chance, welche HERA für Zeuthen bot. Man 
konnte sich im Rahmen einer internationalen Kollaboration, in der im übrigen 
auch Institute der Sowjetunion mitarbeiteten, an einem erstklassigen, 
gewissermaßen nur zufällig in der Bundesrepublik angesiedelten 
Forschungsprojekt beteiligen und brauchte sich dabei nicht einmal um die 
Finanzierung in harter Währung zu sorgen. Die Beiträge zu den Detektoren 
sollten im eigenen Institut oder in der Heimatindustrie gebaute 
Komponenten sein, und was die Aufenthaltskosten der IfH-Mitarbeiter in Hamburg 
betraf war DESY bereit, diese ebenso wie für die Mitarbeiter bundesdeutscher 
Institute zu tragen, die Zeuthener also schlicht als Deutsche zu betrachten -- 
was man als SED-Genosse eigentlich als Affront gegen die Souveränität der 
DDR anzusehen gehabt hätte, aber dies war für Lanius kein Problem.
Der DDR-Staatsführung unter 
Honecker war zu jener Zeit daran gelegen, die Beziehungen zur Bundesrepublik 
wieder etwas aufzutauen, so dass der 
Wiederaufnahme der Zusammenarbeit des IfH mit DESY offenbar nun keine 
unüberwindlichen politischen Hürden mehr in den Weg gelegt wurden. \addbigparskip 

So kam es 1986 zum Beitritt des IfH zur H1-Kollaboration, in deren Rahmen 
Zeuthen die Verantwortung für verschiedene wichtige Komponenten des 
Spurendetektors übernahm. Sie wurden teils im Zeuthener Institut selbst und 
teils im Zentralinstitut für wissenschaftlichen Gerätebau (ZWG), 
ebenfalls ein Institut der Akademie der Wissenschaften der DDR 
(AdW), gebaut. Es wurde außerdem vereinbart, Ingenieure und 
Wissenschaftler aus verschiedenen AdW-Instituten zur Mitarbeit 
beim Bau des HERA-Speicherrings zu entsenden. Auch die Zeuthener Theorie
lieferte wertvolle Beiträge zur Physik bei HERA. \index{Zeuthen HERA Koll.} 



\section{Das Institut im Umbruch}

\index{Zeuthen in der Wende}
Lanius, Institutsleiter seit 1962, hatte 1988 die Leitung an 
Rudolf Leiste, einen im L3-Experiment tätigen Physiker des IfH, 
abgegeben und war in den Ruhestand getreten. \index{Leiste} Im November 
1989 fiel die Berliner Mauer, der freie Austausch zwischen der 
DDR und der Bundesrepublik wurde möglich.\footnote{ Ein interessantes Detail: Wenige Monate zuvor war es DESY und dem IfH gelungen, für die Kommunikation innerhalb der H1-Kollaboration eine Datenverbindung zwischen Hamburg und Zeuthen einzurichten -- eine der ganz wenigen Verbindungen zwischen der Bundesrepublik und der DDR, die während der turbulenten Tage vor und nach dem Mauerfall intakt blieb und über die Nachrichten ausgetauscht werden konnten.} Mit dem Niedergang der SED-Herrschaft 
verfiel auch die Autorität der SED-Parteiorganisation und der 
mit ihr verbandelten Leiter in den Akademie-Instituten. Im IfH 
stellte sich Leiste dem geheimen Votum der Mitarbeiter und wurde 
gebeten, sein Amt vorerst weiterzuführen. Dabei sollte er sich mit einem \glq{}Wissenschaftlichen Rat\grq{} abstimmen, den die wissenschaftlichen Mitarbeiter des IfH 
im Februar 1990 als ihr Sprachrohr in \glq{}demokratischer\grq{} 
Abstimmung gewählt hatten. Dieser interne Zeuthener Rat mit seinem Vorsitzenden, dem theoretischen Physiker Eberhard Wieczorek, sollte in der Folgezeit eine sehr konstruktive Rolle bei der Zukunftssicherung des Instituts spielen. \addbigparskip

Im weiteren Verlauf des Jahres wurde die bisherige Abteilungsstruktur 
aufgelöst und dem Direktor ein \glqq{}Forschungsdirektor\grqq{} an die Seite gestellt; 
in dieses neu erfundene Amt wurde Christian Spiering gewählt -- ein 
Zeuthener Physiker der jüngeren Generation, der niemals den \index{Spiering}
Kreisen der früher so genannten \glq{}Kaderreserve\grq{} oder der \glq{}Nachwuchskader\grq{} 
angehört hatte und mit dem nun zum ersten Mal seit Richters 
Ausscheiden 1962 ein Nicht-Parteimitglied eine führende Funktion
im Institut übernehmen konnte. 
Spiering war als einer der jüngeren 
Zeuthener Physiker an dem erwähnten RISK-Projekt in Protvino 
beteiligt gewesen und hatte sich danach zusammen mit einigen 
Zeuthener Kollegen mit russischen Partnern in Moskau und Irkutsk 
zusammengetan, um im Baikalsee einen großen Unterwasser-Detektor 
als ein neuartiges Teleskop für Neutrinos aus kosmischen Quellen 
aufzubauen.  \addbigparskip 

\index{Baikalsee Detektor}

\begin{figure}[!htb]
  	\begin{center}
    \includegraphics[width=0.7\textwidth]{zeuthen/zeuthenbaikal}
    \caption{Russische und Zeuthener Wissenschaftler auf dem zugefrorenen Baikalsee. Sie präparieren eine der ein Photosensor-Modul umschließenden druckfesten Glaskugeln, bevor sie in den See hinuntergelassen wird (DESY-Archiv).}
   	\label{zeuthen-baikal}
  	\end{center}
\end{figure}


In Zeuthen herrschte damals, wie in allen Instituten der Akademie 
der Wissenschaften der DDR, große Unsicherheit über die Zukunft. 
Die DDR war bankrott, das Überleben der Institute vollkommen 
ungewiss. Die Teilchenphysik hatte ohnehin in der DDR-Forschungslandschaft 
keinen hohen Stellenwert gehabt; außer dem IfH arbeiteten auf 
diesem Gebiet lediglich einige theoretische Physiker an den Universitäten 
von Berlin und Leipzig. 

Die Zeuthener Wissenschaftler mussten sich um Finanzierungsquellen bemühen, 
und es begann eine Phase intensiven Suchens nach einer Lösung für das 
Weiterbestehen des Instituts. Pläne und Ideen gab es genügend, verschiedene 
Optionen wurden in Zeuthen diskutiert, auch gab es 
Übernahme-Begehrlichkeiten von mancher Seite. Doch weder für 
die Anbindung einzelner Gruppen des IfH an west- oder ostdeutsche 
Universitäten oder an das CERN, noch für die Übernahme des 
Instituts oder Teilen von ihm durch die Max-Planck-Gesellschaft ließen sich auch nur annähernd realistische Aussichten erkennen, von einer selbständigen Weiterexistenz des Instituts ganz zu schweigen. \addbigparskip

In dieser Situation tat das IfH das Richtige: Man bemühte sich 
selbst um eine Begutachtung der wissenschaftlichen Qualität 
des Instituts durch unabhängige auswärtige Experten. Auf Einladung 
des IfH besuchte im September 1990 eine Gruppe von renommierten deutschen und ausländischen Teilchenphysikern Zeuthen, unter ihnen Herwig 
Schopper und Volker Soergel. Sie zeigten sich von der Präsentation 
des Instituts und seines Programms angetan, gaben eine insgesamt 
positive Beurteilung ab und empfahlen, es als die einzige Einrichtung 
in der ehemaligen DDR, in der experimentelle Teilchenphysik betrieben 
wurde, zu erhalten\cite{Sch90}. DESY hatte frühzeitig signalisiert, dass man für ein Zusammengehen offen sei. \addbigparskip



Mittlerweile war der Beitritt der DDR zur Bundesrepublik Deutschland 
beschlossene Sache. Im Einigungsvertrag vom 31. August 1990 hatten 
die beiden Regierungen festgelegt, dass der Wissenschaftsrat 
der Bundesrepublik gutachtliche Stellungnahmen zu den einzelnen 
außeruniversitären Forschungseinrichtungen der DDR abgeben solle, 
um gegebenenfalls ihre Einpassung in die Forschungsstruktur der 
Bundesrepublik gewährleisten zu können. Zur Vorbereitung hatte 
das Institut einen umfangreichen schriftlichen Bericht zu erstellen 
\cite{IfH90}.


Die vom Wissenschaftsrat eingesetzte Evaluierungskommission unter 
Leitung des theoretischen Physikers Helmut Gabriel von der Freien 
Universität Berlin besuchte das IfH als eine der ersten Forschungseinrichtungen 
Ende September 1990. Sie konnte sich auf das Gutachten der Expertengruppe 
um Schopper und Soergel stützen und gelangte zu dem Schluss, 
dass \glqq{}die vom IfH entwickelten Detektoren, Transputermodule 
und die für den Betrieb der Geräte erstellte Software \ldots von 
den Kollegen in den gemeinsamen Vorhaben ebenso geschätzt und 
anerkannt [werden] wie die wissenschaftlichen Beiträge bei der 
Datenanalyse \ldots Trotz zum Teil schwieriger Bedingungen ist es 
gelungen, den Kontakt zu den führenden Zentren der Hochenergiephysik 
aufrechtzuerhalten und einen wichtigen Platz innerhalb der internationalen 
Arbeitsteilung zu behaupten \ldots Es liegt im Interesse des Erhalts 
und des erforderlichen Ausbaus der physikalischen Grundlagenforschung 
in den neuen Ländern, dass das hohe Maß an wissenschaftlicher 
Expertise im IfH erhalten bleibt. Dies ist nur möglich, wenn 
es nicht auseinander gerissen wird \ldots Aus inhaltlichen und organisatorisch-strukturellen 
Gründen wird seine Weiterführung als Teil des DESY empfohlen, 
wobei die mit anderen Partnern vereinbarten Großexperimente 
fortgesetzt werden sollten.\grqq{} 
Allerdings sei eine Reduktion des 
Personalbestands (von seinerzeit etwa 220) auf 60 bis 70 Wissenschaftler 
und eine etwa gleiche Anzahl von technischem und administrativem 
Personal angemessen; die Hälfte der Wissenschaftlerstellen solle 
befristet besetzt werden \cite{Wis91}.\footnote{ Dieser letzte Teil der Empfehlung wurde von DESY nicht umgesetzt.}   \addbigparskip
\index{Zeuthen DESY}

Sogleich nach dem Bekanntwerden dieser Empfehlung der Kommission, 
deren Umsetzung natürlich noch der Bestätigung des Wissenschaftsrats 
bedurfte, trafen sich Mitglieder des DESY-Direktoriums mit Leiste 
und Spiering in Zeuthen zu einer ersten Besprechung über die 
Ausgestaltung einer möglichen zukünftigen Beziehung. 
Die DESY-Vertreter 
erklärten sich grundsätzlich zu einer Eingliederung des IfH in das DESY 
bereit, wobei konkrete Schritte selbstverständlich erst nach 
Beratung mit dem Wissenschaftlichen Rat von DESY und der Zustimmung des 
Verwaltungsrats unternommen werden konnten. Man war 
sich einig, dass der Empfehlung der Kommission folgend die in 
den großen Experimente-Kollaborationen eingegangenen Verpflichtungen 
eingehalten und die laufenden technisch-instrumentellen Arbeiten 
am IfH fortgesetzt werden sollten. Außerdem würden den Zeuthener 
Wissenschaftlern alle DESY-Projekte zur Mitarbeit offenstehen. 
Das Institut solle ein eigenes wissenschaftliches Profil bewahren 
und weiterentwickeln. Das Physics Research Committee vom DESY werde 
zur Beratung des Programms zugezogen. Konzepte für die 
Integration der Verwaltung und für die überfällige Sanierung 
der Gebäude und die Modernisierung der Infrastruktur sollten ausgearbeitet 
werden. \addbigparskip

Die Pläne wurden in den folgenden Monaten in zahlreichen Beratungen 
weiter konkretisiert. Sie wurden auch den Zeuthener Mitarbeitern 
dargelegt und mit ihnen diskutiert. Viele hätten eine selbständigere Weiterexistenz des Instituts vorgezogen. Doch war man realistisch genug einzusehen, dass man froh sein konnte, dass sich mit dem Engagement von DESY überhaupt eine realistische Überlebenschance für das Institut abzeichnete. \addbigparskip

In Hamburg stießen die Pläne allerdings zunächst bei Vielen auf Skepsis. 
Zwar hatte Christian Spiering mit einer 
Präsentation des Zeuthener Instituts und seines Programms eindrucksvoll für das IfH geworben. Und natürlich erschien die 
Eingliederung in das DESY die einzige realistische Möglichkeit 
für ein Weiterbestehen des Instituts. Zudem würde Zeuthen die 
Hochschulen in Berlin und in den neuen Bundesländern darin unterstützen 
können, die Teilchenphysik in ihr Lehr- und Forschungsprogramm 
aufzunehmen und neue Arbeitsgruppen für die Beteiligung an 
Hochenergie-Experimen\-ten aufzubauen. \addbigparskip

Doch gab es Zweifel, ob das DESY in der Erfüllung 
seiner Aufgaben als ein Beschleuniger-Zentrum für die Teilchenphysik 
und die Synchrotronstrahlung durch die Eingliederung einer räumlich 
entfernten Außenstelle, mit ganz anderer Tradition und teilweise 
anderen Aufgaben und Forschungszielen, nicht das einbüßen würde, 
was immer seine Stärke ausgemacht hatte: Die kohärente einheitliche 
Struktur und die Ausrichtung auf ein einheitliches Ziel. Dazu 
kamen Bedenken, die Einbindung des IfH könne letztendlich zu 
Lasten  DESYs gehen, indem sie längerfristig als Argument 
für eine Reduzierung des Stellenplans des Hamburger Teils von 
DESY benutzt würde. \addbigparskip

Auch der Wissenschaftliche Rat und der Erweiterte Wissenschaftliche Rat 
zeigten sich in ihren Sitzungen im November 1990 nicht eben begeistert. 
Viele Mitglieder empfanden die Eingliederung von Zeuthen in das DESY als 
unnatürlich; sie hätten sich eher die Anbindung an eine Universität 
vorstellen können. Es könne sich höchstens um eine vorübergehende 
Notlösung handeln. Eventuell könne derjenige Teil Zeuthens, der ohnehin bei
 DESY engagiert sei, dem DESY zugeschlagen werden. In gewisser Weise 
spiegelte dies die Diskussion wieder, wie sie auch unter den Wissenschaftlern
 in Zeuthen geführt worden war.\footnote{ Hier und da konnte man ein Murren 
vernehmen, DESY wolle sich das IfH \glqq{}unter den Nagel reißen\grqq{}. Doch blieben
 alle anderen Pläne für das Überleben des Instituts Luftschlösser. Dies 
musste auch der Wissenschaftliche Rat einsehen, so dass er nur wenig später
 im März 1991 der Eingliederung von Zeuthen in das DESY zustimmte.} \addbigparskip     

Im Direktorium indessen setzte sich -- nicht zuletzt unter dem 
Eindruck der überzeugenden Arbeit der Zeuthener Gruppe in der 
H1-Kollaboration -- die Meinung durch, DESY dürfe sich der mit der 
Integration Zeuthens gestellten Aufgabe nicht versagen und die Kollegen dort 
nicht im Stich lassen. Allerdings musste DESY darauf bestehen, dass die 
Eingliederung des IfH als eine echte zusätzliche Aufgabe anerkannt und 
entsprechend finanziert werden würde. Sie sollte zwar längerfristig 
angelegt 
sein, ohne damit aber eine mögliche Überführung des IfH in eine andere 
Trägerschaft auszuschließen; dies würde nach einigen Jahren zu 
überprüfen sein. \addbigparskip
\index{Direktorium}

Am 25. Januar 1991 verabschiedete der Wissenschaftsrat der Bundesrepublik 
als eine seiner ersten Empfehlungen für AdW-Institute seine 
Stellungnahme zum IfH Zeuthen; er schloss sich darin den Vorschlägen 
der Evaluierungskommission an \cite{Wis91}. Das BMFT erklärte 
seine Bereitschaft, die Empfehlung umzusetzen und mit dem DESY und 
der Leitung des IfH die wissenschaftlichen, organisatorischen, 
finanziellen und rechtlichen Fragen sowie das weitere Vorgehen 
zu erörtern. 
Das DESY wurde gebeten, ein Konzept für die Eingliederung 
des IfH vorzulegen. Auch die zuständigen Hamburger und Brandenburger 
Stellen -- mit der deutschen Wiedervereinigung war das Institut 
in die Verantwortung des Bundeslandes Brandenburg übergegangen 
-- sig\-nalisierten ihre Bereitschaft zur Zusammenarbeit. 
Im Brandenburger Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kultur war der 
Abteilungsleiter Klaus Faber  \index{Faber} bereits mit dem IfH und seiner 
Leitung vertraut 
und hatte mancherlei Hilfen gegeben. In gemeinsamen konstruktiven 
Verhandlungen unter dem Vorsitz von Josef Rembser \index{Rembser} vom BMFT 
zeigten 
alle Seiten ihren Willen, zu einer guten, beispielgebenden Lösung zu kommen.  
 


Die Grundzüge für das zukünftige Zeuthener Forschungsprogramm 
waren inzwischen weitgehend zwischen DESY-Direktorium, der Leitung 
und dem gewählten internen Wissenschaftlichen Rat des Zeuthener 
Instituts sowie dem Wissenschaftlichen Ausschuss von DESY abgestimmt. 
Sie wurden dem Wissenschaftlichen Rat des DESY in seiner Sitzung 
am 5. März 1991, die unter dem Vorsitz von Siegmund Brandt nun zum 
ersten Mal in Zeuthen stattfand, vorgestellt und von ihm als 
Grundlage für die zukünftige Arbeit gutgeheißen \cite{Ver91a}. 
Sie sollten darauf gerichtet 
sein, dem Institut ein attraktives, eigenständiges wissenschaftliches 
Leben in Zeuthen in enger Zusammenarbeit mit dem DESY Hamburg und den 
umliegenden Hochschulen zu ermöglichen. In diesem Sinne orientierten 
sie sich an vier Zielen: \index{Wissenschaftlicher Rat}\index{Brandt}
\begin{enumerate}
\item 
Die Weiterführung der langfristig angelegten Großexperimente, 
an denen das Institut mit Erfolg beteiligt war: Das H1-Experiment 
bei HERA, das L3-Experiment beim LEP und das Baikalsee-Neutrino-Projekt. 



\item 
Die Verstärkung und Erweiterung der Forschungsarbeiten an 
den DESY-Beschleunigern durch eigenständige Zeuthener Beiträge, 
in Ergänzung und Erweiterung der Forschungsprogramme an HERA 
und DORIS. So würden Berührungsprobleme, Vorbehalte und Vorurteile 
abgebaut und die Eingliederung Zeuthens in die deutsche Forschungslandschaft 
am raschesten erreicht werden. Ohnehin hatten zahlreiche Zeuthener 
Wissenschaftler schon 1990/91, sowie der Wegfall der DDR-Reisebeschränkungen 
es erlaubte, ihre Wahl getroffen und sich 
den Kollaborationen ZEUS und HERMES bei HERA sowie dem ARGUS-Experiment 
am DORIS angeschlossen. Hieraus hatten sich gemeinsame Arbeiten 
entwickelt, in deren Rahmen das Zeuthener Institut mit Entwurf 
und Planung von Detektorkomponenten, bei der Entwicklung und 
Realisierung von Experimente-Software und zur Physikanalyse beitrug 
und die auch für die Entwicklung der persönlichen Beziehungen zwischen den 
 Wissenschaftlern und Technikern von Zeuthen und DESY Hamburg 
eine wichtige Rolle spielten. Nicht zuletzt deshalb hatte DESY 
diese Aktivitäten nachdrücklich gestützt und gefördert. Das 
dritte Ziel war damit bereits teilweise vorweggenommen: 

\item 
Die Einrichtung eines Programms zur Entwicklung moderner 
Detektor-Technologie. Hierfür war Zeuthen gut positioniert, da es hier viele 
tüchtige und vielseitige Ingenieure und technisch orientierte Physiker gab,
 die -- im Gegensatz zu denen in Hamburg -- frei von laufenden Verpflichtungen 
bei Betrieb und Instandhaltung der Beschleuniger waren. 

\item 
Die Weiterführung der Arbeit der Theorie-Gruppe. Dabei sollten 
die theoretisch-phänomenologischen Arbeiten in Zeuthen wie bisher 
in engem Zusammenhang mit den Arbeiten der experimentellen Gruppen 
stehen. Aber auch die eigenständigen Forschungsthemen des Instituts 
in der Quantenfeldtheorie und Stringtheorie sollten erhalten 
bleiben. 
\end{enumerate}

Als ein besonderes Anliegen wurde die Öffnung des Instituts 
für die Zusammenarbeit mit Hochschulen vor allem in Berlin und 
in den neuen Bundesländern definiert, die durch die Beteiligung 
Zeuthener Physiker an der akademischen Lehre, die Aufnahme von 
Diplomanden und Doktoranden in das Institut, ein lebendiges Gästeprogramm, 
die Einrichtung von DESY-Professuren und die Gewährung von Starthilfen 
für Universitätsgruppen besonders gefördert werden sollte. \addbigparskip 

Um eine reibungslose Zusammenarbeit zwischen Hamburg und Zeuthen 
 auch auf dem technischen, 
organisatorischen und administrativen Sektor zu erreichen, sollten 
in Zeuthen die Bereiche Forschung, Zentrale Dienste und Verwaltung 
eingerichtet und mit den entsprechenden Bereichen von DESY Hamburg 
zusammengefasst werden. Für die Durchführung der Experimente 
sollten im Rahmen des Forschungsbereichs flexible Projektgruppen 
gebildet werden. Die Finanzierung des Instituts sollte über 
ein eigenes Kapitel im DESY-Wirtschaftsplan mit einem 10 \%-Beitrag 
des Landes Brandenburg erfolgen. \addbigparskip 

Noch nicht bewältigt war ein aus der Zeit unter dem DDR-Regime 
überkommenes Problem: Die Aufarbeitung der Vergangenheit. Bereits 
im November 1990, kurz nach der Wiedervereinigung Deutschlands, hatte 
die Versammlung der Wissenschaftler des Instituts im Zuge der 
Schritte zur Reformierung und Normalisierung des IfH zu einer 
öffentlichen Diskussion über Probleme der DDR-Vergangenheit 
aufgerufen: Über das politische Verhalten der \glq{}Leitungskader\grq{}, 
die Personalpolitik, die Auswahl der \glq{}Reisekader\grq{} in der Vergangenheit, 
über Kontakte leitender Mitarbeiter zu Dienststellen des
Staatssicherheitsdienstes (Stasi) 
und das Bekenntnis zu ihrer persönlichen Verantwortung. Dieses 
sehr offen geführte Gespräch hatte viel zur Versachlichung und 
Entspannung des Umgangs untereinander beigetragen, konnte aber 
natürlich nicht alle -- teilweise vielleicht auch eher subjektiv 
empfundenen -- Ungerechtigkeiten und Wunden der Vergangenheit 
heilen und Misstrauen überwinden. Und noch war das IfH eine 
enge, in sich geschlossene Gesellschaft geblieben. \addbigparskip

Dass die Integration in das DESY am ehesten unter einer neuen 
Leitung gelingen konnte, darüber war man sich auch in Zeuthen 
klar. Am 13. Juni 1991 stimmte nach dem Abschluss der Verhandlungen 
zwischen DESY, dem BMFT sowie den Vertretern von Hamburg und 
Brandenburg der Verwaltungsrat unter dem Vorsitz von Ludwig Baumgarten 
den von DESY gemeinsam mit Zeuthen ausgearbeiteten Plänen zur 
Vereinigung zu \cite{Ver91,Ver91a}. Die IfH-Direktion unter Leiste 
hatte konstruktiv und engagiert an der Richtungsfindung für das Institut 
mitgewirkt und trat nun zurück, da sie einem Neuanfang nicht im Wege stehen 
wollte. 
Zum neuen Leiter ernannte das dafür zuständige Brandenburger 
Wissenschaftsministerium Paul Söding, dessen Amtszeit als Forschungsdirektor 
des DESY gerade zu Ende gegangen war. Er war in Zeuthen kein Unbekannter, und 
er hatte sich während der Zusammenarbeit beim Aufbau des H1-Detektors sowie 
vor allem in den zahlreichen Treffen und Verhandlungen der vergangenen Monate 
ein gutes Bild des Instituts und seiner Menschen machen können.
 Er konnte sich in Zeuthen auf 
zwei kompetente  Physiker stützen, die auch das volle Vertrauen 
ihrer 
Kollegen genossen, das sich in Voten des internen Wissenschaftlichen Rates 
ausgedrückt hatte: Christian Spiering als seinen Stellvertreter 
und Ulrich Gensch 
-- ein Mitglied der H1-Kollaboration -- als Koordinator für den technischen 
Bereich. \addbigparskip
\index{Soding@Söding}\index{Gensch}\index{Spiering}

Während die Zuwendungsgeber den Anforderungen für die Sanierung und die 
finanzielle Ausstattung des Instituts recht großzügig entgegengekommen 
waren, wurde über den für die Durchführung des vorgesehenen Programms 
benötigten 
Zeuthener Stellenplan mit dem BMFT und dem Bundesfinanzministerium 
längere Zeit gerungen. Damals stand für viele der Akademieinstitute das 
Gutachten des Wissenschaftsrates noch aus, und die Zuwendungsgeber wollten verständlicherweise vermeiden, mit dem IfH einen allzu 
großzügig gestalteten Präzedenzfall zu schaffen, auf den sich Andere später 
berufen würden. Das DESY konnte seine Forderungen deshalb nicht 
im vollen Maß durchsetzen. Immerhin waren für Zeuthen für das 
Jahr 1992 insgesamt 136 Planstellen bewilligt worden; im Vergleich 
zu anderen Instituten der ehemaligen DDR, über die später entschieden 
wurde, war dies eine sehr großzügige Ausstattung. \addbigparskip

Nach den im Einigungsvertrag festgeschriebenen Regeln konnten 
IfH-Mitarbeiter nicht einfach in den DESY-Stellenplan übernommen, sondern mussten als Mitarbeiter von DESY Zeuthen 
neu eingestellt werden. Das DESY hatte sich entgegen den Empfehlungen 
des Wissenschaftsrates und dem Drängen des BMFT entschieden, 
die neuen Stellen -- mit Ausnahme der wissenschaftlichen Leitungsstellen 
-- nur Zeuthen-intern auszuschreiben; schließlich sollte nicht 
ein neues Institut geschaffen, sondern ein existierendes weitergeführt und den dortigen Mitarbeitern Perspektiven gegeben werden.   
 Trotzdem bedeutete dies natürlich, 
dass etwa ein Drittel der angestammten Mitarbeiterschaft das 
Institut spätestens mit Ablauf des Jahres 1991 verlassen musste, 
 was zu mancher herben Enttäuschung führte. \addbigparskip 

Über die Einstellung oder Ablehnung einer so großen Zahl von 
Mitarbeitern in kurzer Zeit entscheiden zu müssen war nicht 
einfach. Für die fachliche Bewertung der wissenschaftlichen 
Mitarbeiter wurde der Rat von externen Wissenschaftlern hinzugezogen, 
für das technische und das Verwaltungspersonal der von Fachvertretern 
aus dem DESY; außerdem wurden Zeuthener Mitarbeiter, die vom 
Zeuthener internen Wissenschaftlichen Rat vorgeschlagen waren, 
sowie ein Vertreter des zuständigen Brandenburger Ministeriums an den 
Beratungen  beteiligt. Auch der in Zeuthen aus den Reihen der Mitarbeiter 
\glq{}demokratisch\grq{} gewählte Personalrat wurde zu den Entscheidungen 
gehört. Die Bewertung durch externe Wissenschaftler sollte auch dazu beitragen, Bedenken in Zeuthen zu zerstreuen, bei der Auswahl könnten bereits in DESY-Projekten tätige Wissenschaftler und Ingenieure bevorzugt werden. Allein die fachliche Qualifikation sollte ausschlaggebend sein. \addbigparskip

Um aus der \glq{}sozialistischen Kaderpolitik\grq{} der DDR überkommene 
Ungerechtigkeiten korrigieren zu helfen wurde eine \glq{}Integritätskommission\grq{} 
eingesetzt, der zwei nach Beratung mit Zeuthener Vertretern ausgewählte, 
allgemein geachtete und als integer bekannte Persönlichkeiten 
aus anderen Akademieinstituten der ehemaligen DDR sowie ein Vertreter 
des Brandenburger Wissenschaftsministeriums angehörten, dazu 
in beratender Funktion drei vom Personal in geheimer Abstimmung 
gewählte Zeuthener Mitarbeiter; ein Vertreter des DESY-Direktoriums 
nahm ebenfalls an den Sitzungen teil. 
Dass DESY bei der Einstellung 
der künftigen Mitarbeiter neben ihrer fachlichen Eignung die 
politische Vergangenheit berücksichtige war auch eine Forderung 
der Zuwendungsgeber BMFT und Land Brandenburg. Die Kommission 
sah die Fragebögen ein, die alle Anwärter auf DESY-Stellen nach 
vom Land Brandenburg erlassenen Vorschriften auszufüllen hatten, 
und führte in einigen Fällen klärende Gespräche mit den Bewerbern; 
es ging dabei um die persönliche Integrität des Verhaltens im 
Institut während des DDR-Regimes, etwa um die Ausnutzung von 
auf Grund besonderer Parteiergebenheit erlangten Begünstigungen 
und Privilegien oder um Kontakte zur Stasi. Für keinen der Stellenanwärter 
ergaben sich so gravierende Bedenken, dass von einer Einstellung 
abgesehen werden musste.\footnote{Nachdem mehr und mehr Zeuthener Mitarbeiter
 feststellen mussten, dass der DDR-Staatssicherheitsdienst 
(\glq{}Stasi\grq{}) Akten über ihr Verhalten geführt hatte, wollte die Diskussion über die Vergangenheit 
im IfH nicht zur Ruhe kommen. Deshalb wurde 1992 der Wunsch 
einer Mehrheit der Mitarbeiter an DESY herangetragen, 
im Interesse des Betriebsfriedens alle von DESY übernommenen 
ehemaligen IfH-Mitarbeiter hinsichtlich einer eventuellen Tätigkeit als Informanten der Stasi überprüfen zu lassen. Die DESY von der Behörde 
zur Aufarbeitung der Stasi-Akten (Gauck-Behörde) übergebenen Dokumente zeigten, dass einige Mitarbeiter zwar Verpflichtungserklärungen 
der Stasi unterschrieben, aber offenbar keine gegen Kollegen 
gerichtete Spitzeltätigkeit entfaltet hatten. 
Es gab allerdings auch ernstere Fälle. Trotz teilweise erheblicher 
Bedenken wurde jedoch nach kritischer Würdigung aller Umstände 
und nochmaliger Anhörung der betreffenden Mitarbeiter schließlich 
von Kündigungen abgesehen. Dass dies im Institut akzeptiert 
wurde und IfH-Mitarbeiter trotz erlittenen Unrechts bereit waren, 
wenn auch nicht die Vergangenheit zu vergessen so doch einen 
Schlussstrich zu ziehen, spricht für ihre menschliche Größe. 
So konnte der Zeuthener Betriebsrat am Ende feststellen: \glqq{}Die Erwartung 
vieler Kollegen aus dem Jahr der Einstellung, mit dem Abschluss 
dieser Anfrage ließe sich die Stasi-Verstrickung des IfH und 
seiner Mitarbeiter bündig aufklären, erweist sich heute als 
enttäuscht. \ldots Wenn auch eine umfassende Versöhnung nicht erwartet 
werden kann -- die Enttabuisierung dieses Themas wird möglicherweise 
nachhaltiger zum Arbeitsfrieden im Institut beitragen, als es 
ein scharfer Schnitt in die Belegschaftsliste vermocht hätte.\grqq{}} Offensichtlich war am IfH die Leistung der Mitarbeiter im allgemeinen 
doch höher bewertet gewesen als ihre Konformität mit dem DDR-System.  \addbigparskip 

\begin{figure}[htb]
  	\begin{center}
    \includegraphics[width=0.9\textwidth]{zeuthen/zstaatsvertrag}
    \caption{Unterzeichnung des Staatsvertrages zur Integration des IfH Zeuthen in das DESY durch (v. l. n. r.) den Hamburger Senator für Wissenschaft und Forschung, Professor Leonhard Hajen, den Bundesminister 
für Forschung und Technologie, Dr. Heinz Riesenhuber und den 
Minister für Wissenschaft, Forschung und Kultur des Landes Brandenburg, 
Hinrich Enderlein. Daneben Paul Söding, Institutsleiter Zeuthen 
 (DESY-Archiv).}
   	\label{zeuthen-staatsvert}
  	\end{center}
\end{figure}
\index{Zeuthen Staatsvertrag}\index{Riesenhuber}\index{Enderlein}
\index{Hajen}

Am 11. November 1991 wurde in einem feierlichen Akt in Zeuthen 
der Staatsvertrag zwischen der Bundesrepublik Deutschland und 
den Bundeslän\-dern Brandenburg und Hamburg unterzeichnet, mit 
dem das IfH Zeuthen ab dem 1. Januar 1992 Teil des DESY wurde. Brandenburg 
trat damit der Stiftung DESY bei und verpflichtete sich zur Finanzierung 
von 10\% des Zeuthener Budgets \cite{Aus91}. 

In seiner bei diesem Anlass 
vor der Belegschaft des IfH gehaltenen Rede betonte Minister 
Riesenhuber, dass \glqq{}in einer Zeit, wo jeder seiner eigenen 
Zukunft nicht gewiss sein kann, es schwer [sei], die gesamte 
Kraft auf die Wissenschaft zu konzentrieren. Dass sie diese Zeit 
in einer guten Weise gestaltet haben, ohne dass wissenschaftlicher 
Impetus verloren gegangen ist, [sei] eine beachtliche Leistung 
der Mitarbeiter insgesamt und der Führung.\grqq{} In seiner Erwiderung 
dankte Eberhard Wieczorek, der Sprecher des gewählten Zeuthener 
Wissenschaftlichen Rates, den Ministerien und besonders DESY für ihr großes Engagement und fügte hinzu, \glqq{}allen Beteiligten [sei] klar, dass die heutige Vertragsunterzeichnung ohne das umsichtige Wirken Professor Soergels nicht zustande gekommen wäre.\grqq{}  \addbigparskip
\index{Soergel}

Das IfH Zeuthen war damit das erste der Akademieinstitute der 
ehemaligen DDR, für das eine neue Trägerschaft vereinbart werden 
konnte, und wurde in gewisser Weise ein Vorzeigeprojekt für 
die Wiedervereinigung der deutschen Wissenschaftslandschaft. 
Worin lag der Grund, dass es so gut gelaufen war? 
Es war sicher in erster Linie dem internationalen Charakter der 
Hochenergiephysik geschuldet und damit einhergehend der Orientierung 
des Instituts an internationalen Standards, vor allem durch die 
ab Mitte der siebziger Jahre wieder zunehmenden Verbindungen 
zum CERN und später zum DESY. Aber auch von der engen Zusammenarbeit 
mit den häufig besonders originellen, kreativen und theoretisch 
hervorragend ausgebildeten russischen Wissenschaftlern dürften 
die Zeuthener profitiert haben. 
Auch war das IfH als allein auf erkenntnisorientierte Grundlagenforschung ausgerichtetes Institut weniger als andere Akademieinstitute den 
wissenschaftspolitischen Bedürfnissen der DDR unterworfen gewesen; vielmehr 
wurde es zu einem \glqq{}respektierten und erfolgreichen Mitglied 
des internationalen Netzes der Teichenphysiker\ldots [und] war trotz 
aller politischen Beschränkungen zu weltoffen, um als DDR-exemplarisch 
gelten zu dürfen. Trotzdem war es natürlich aufs Engste in die 
Wissenschaftspolitik der DDR eingebunden, litt unter der chronischen 
Mangelwirtschaft, musste politische Kampagnen gegen die \glq{}reine 
Grundlagenforschung\grq{} parieren und den Spagat zwischen Parteilinie 
und effektivem Forschungsmanagement fertigbringen\grqq{} (Christian 
Spiering). Offensichtlich war ihm dies nicht schlecht gelungen. 
Am IfH waren auch gewisse Freiräume erhalten geblieben, 
so dass mancher tüchtige Wissenschaftler und Ingenieur, dem 
im DDR-System wegen Verweigerung der politischen Anpassung die 
Tätigkeit an Hochschulen versperrt war, hier relativ unbehelligt 
hatte arbeiten können. 

Die gute Zusammenarbeit mit DESY, die persönlichen Kontakte, 
das kluge Agieren des Instituts während der Zeit des Umbruchs 
und vor allem der deutlich zu spürende Enthusiasmus und die 
Aufbruchstimmung nach dem Verschwinden der DDR hatten eine wichtige 
Rolle dabei gespielt, Gutachter, DESY-Gremien und Ministerien 
zu überzeugen. Und endlich erwuchs aus der DDR-Mangelwirtschaft 
und der partiellen Isolation auch etwas Positives: Sie hatten -- neben mancherlei Skurrilitäten -- eine Mischung aus Ideenreichtum, Improvisationsfähigkeit und Flexibilität entstehen lassen, wie sie in besser ausgestatteten Umfeldern nicht immer erreicht wurde. \addbigparskip

Zehn Jahre später konnte die Wissenschaftsministerin von Brandenburg bei einem Besuch in Zeuthen rückblickend feststellen: \glqq{}Dass eine solche Integration funktioniert, ist nicht der Normalfall -- hier ist die Zusammenführung ideal 
gelungen\grqq{} \cite{Wan02}. Als Paul Söding 2001 das Bundesverdienstkreuz
 \glqq{}für seine Forschungsarbeit \ldots und seinen Einsatz bei der Zusammenführung 
von Wissenschaft und Wissenschaftlern in den alten und neuen Bundesländern\grqq{} verliehen wurde, war dies in erster Linie eine Auszeichnung für das Institut und für  DESY.    \index{Bundesverdienstkreuz}\index{Soding@Söding}



\section{Der Neuanfang mit DESY}


\index{Zeuthen Aufbau}
Wie nahezu überall in den neuen Bundesländern waren auch beim 
\glqq{}DESY-Institut für Hochenergiephysik Zeuthen\grqq{}, wie es nun
offiziell hiess, Infrastruktur und Gebäude weitgehend veraltet 
und/oder sanierungsbedürftig. Maßnahmen zur Bewahrung oder 
Erneuerung der Bausubstanz und zur Schaffung einer zeitgemäßen 
Infrastruktur waren vordringlich. Sie waren bereits 1991, als 
sich die Eingliederung des Instituts in das DESY abzeichnete, 
gemeinsam zwischen Leitung und Mitarbeitern des IfH einerseits 
und DESY-Stellen andererseits geplant und in Angriff genommen 
worden. 
Es ging dabei vor allem um die Rechnerausstattung, die 
mechanische und die Elektronik-Werkstatt, die Laboreinrichtungen, 
die gesamten Wasser-, Sanitär-, Elektro- und Kommunikationsinstallationen 
bis hin zur Bibliothek und zur Ausstattung der Büros. 
Viele der Gebäude mussten saniert und erweitert werden -- so die beiden 
Beschleunigerhallen, das Gästewohnhaus, die Kantinenküche, die 
mechanische Werkstatt und Laborraumtrakte. Wie sich im Lauf der 
Zeit zeigen sollte, war der Sanierungsbedarf wesentlich größer 
als ursprünglich vorausgesehen. Werkstattgebäude, Ausbildungswerkstätten, 
Speisesaal, Gästewohntrakt und ein Seminar- und Hörsaalkomplex 
mussten völlig neu geschaffen werden. Hier eine Liste der wichtigsten 
Arbeiten: 
\begin{itemize}
\item Die totale Neuausstattung und Neustrukturierung des Rechnens 
mit verteilten Ressourcen sowie die Vernetzung des Instituts 
\item Die Einführung rechnergestützter Arbeitsplätze für mechanische 
Konstruktion und Elektronikentwurf 
\item Die Erneuerung aller elektrischen, Wasser- und Sanitärinstallationen, 
der Telefonanlage und der Heizungsanlage
\item Die Einrichtung und Ausstattung verschiedener Laboratorien, darunter 
eines Reinlabors für Arbeiten mit Siliziumchips
\item Der Bau und die komplette Neueinrichtung der mechanischen Werkstatt, deren Maschinen und Werkzeuge zum großen Teil mehr als 30 Jahre alt waren 
\item Die Ausrüstung der Elektronikwerkstatt für moderne SMD-Technologie 
\item Die Einrichtung zweier Lehrwerkstätten für mehr als 20 Lehrlinge 
\item Der Umbau der alten Beschleunigerhalle zur Schaffung einer Montagefläche 
mit Kran für den Detektorbau, zahlreicher Labor- und Werk\-statt\-räume 
sowie eines auch für größere Tagungen geeigneten Seminarraum- 
und Hörsaalkomplexes
\item Die Einrichtung von Gästewohnungen und Gästezimmern
\item Der Neubau der Cafeteria und der Küche
\end{itemize}

Dass das umfangreiche Erneuerungsprogramm rasch und erfolgreich 
durchgezogen werden konnte, ist in erster Linie der Aufgeschlossenheit 
und Initiative der Zeuthener Mitarbeiter zu verdanken. Sie sahen 
die Neuerungen -- die Umstellung auf neue Arbeitsweisen, Gruppen- 
und Entscheidungsstrukturen, Technologien, Computersysteme und 
vieles andere -- nicht als Zumutung oder Gefahr, wie es andernorts 
vielleicht geschehen wäre, sondern als Chance, für die man offen 
war. Sie erhielten dabei spontane, kollegiale und kompetente 
Beratung und Hilfe durch zahlreiche Hamburger DESYaner aus vielen 
Bereichen, darunter die Konstruktionsabteilung, die Werkstätten, 
die Bauabteilung, die IT-Gruppen, die Bibliothek und nicht zuletzt 
die Verwaltung. Hervorzuheben ist auch die Tatkraft von Ulrich Gensch in seiner Funktion als technischer Koordinator, die er in enger Zusammenarbeit mit Jürgen May\index{May}, dem Direktor des Z-Bereichs ausübte, sowie das stete Engagement des DESY-Verwaltungsdirektors Helmut Krech, dem ebenso wie Volker Soergel die Zukunft des Zeuthener Instituts ein besonderes Herzensanliegen war. 
\index{Krech}
Im Jahr 1995 konnte die Erneuerung in ihren wichtigsten Teilen als bewältigt
gelten, so dass Zeuthen nun über die für einen effizienten 
Forschungsbetrieb 
erforderliche Infrastruktur und eine den Anforderungen angepasste Verwaltung 
verfügte. \addbigparskip

Dank der Verbesserungen in der Leistungsfähigkeit der Infrastruktur, 
der Frei\-zügig\-keit der Wissenschaftler und Ingenieure und der 
personellen Verstärkung durch Diplomanden, Doktoranden und 
Gastwissenschaftler 
war es kein Problem, den Umfang des Zeuthener Forschungsprogramms 
trotz der von 1991 auf 1992 erfolgten Reduktion der Stellenzahl signifikant 
zu erweitern. \addbigparskip

Neben die vom Wissenschaftsrat empfohlene Fortführung 
der Engagements beim L3-Experiment am LEP-Speicherring im CERN 
und beim H1-Experiment bei HERA traten größere Zeuthener Beiträge 
auch zu den drei anderen HERA-Experimenten. Diese Beiträge erstreckten 
sich auf Entwurf, Test und Bau von Instrumenten und Teilen 
der Detektoren und auf die Analyse der Messdaten und ihre 
physikalische und phänomenologische Interpretation. Dazu gehörte 
auch die Weiterentwicklung elektronischer Messtechniken und von 
Verfahren für die Erfassung und Verarbeitung großer Datenmengen. 
So wurden etwa in Zeuthen in Zusammenarbeit mit der Universität 
Erlangen und dem Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg 
die großen Driftkammern für das HERMES-Spektrometer entworfen 
und gebaut. Für HERMES wurden auch Programme 
für die Spurrekonstruktion, die Simulation des Detektors und 
die Datenauswertung entwickelt. Später kam die Mitarbeit an 
Entwicklung und Bau eines RICH-Detektors sowie eines Silizium-Vertexdetektors 
hinzu. Durch die Teilnahme Zeuthener Wissenschaftler war DESY nunmehr auch ein Mitglied der HERMES-Kollaboration geworden. 

Für das Kalorimeter von ZEUS wurde der Bau eines Presamplers durch 
Zeuthen koordiniert und die Fertigung großenteils in Zeuthen durchgeführt. 
Später kamen Arbeiten für einen Mikrovertexdetektor hinzu. Für H1 wurde zusammen mit DESY Hamburg 
und der ETH Zürich ein hochpräziser Teilchenspur-Detektor 
aus Silizium-Halbleiterchips entworfen und gebaut. Für ein Kleinwinkel-Vorwärts-Protonspektrometer 
für H1 wurden Detektoren aus szintillierenden Fasern in Zeuthen 
entwickelt und gefertigt. 
Aus dem Engagement bei ARGUS entwickelte 
sich eine Beteiligung am HERA-B-Experiment; hierfür entwarfen 
Zeuthener Physiker die Rechnerfarm, leisteten Beiträge zum Trigger, 
zur Software-Entwicklung und Detektorsimulation und übernahmen 
vor allem eine maßgebliche Rolle im Entwurf und Bau der Spurkammern. 
Hieran beteiligten sich auch Hermann Kolanoski\index{Kolanoski} mit seiner Gruppe, 
der aus Dortmund kommend die Berufung auf eine neu geschaffene 
DESY-Professur an der Humboldt-Universität angenommen hatte, 
sowie Thomas Lohse\index{Lohse} und seine Mitarbeiter; dieser war aus Heidelberg 
auf den neu geschaffenen Lehrstuhl für experimentelle Teilchenphysik 
an der Humboldt-Universität berufen worden. \addbigparskip 

Im L3-Experiment beteiligte sich die Zeuthener Gruppe am Bau
und der Implementierung eines neuen Silizium-Mikrovertex-Detektors 
und außerdem an der Ausrüstung des Myonspektrometers mit 
großflächigen Szintillationszählern, mit deren Hilfe das Spektrum 
kosmischer Myonen präzise gemessen werden konnte. 
Arbeitsthemen in der Analyse der L3-Daten waren die \textit{\ensuremath{\tau}}-Leptonen, 
die Linienform der \textit{Z}$^{\mathit{0}}$-Resonanz und die Suche nach neuen 
Teilchen wie dem Higgs-Boson. Ein Schwerpunkt in der Analyse 
der HERA-Daten von H1 und ZEUS lag bei der Bestimmung der Strukturfunktion 
des Protons und bei der Berechnung von Strahlungskorrekturen. 


Die Zeuthener Theoretiker lieferten substantielle Beiträge zum Verständnis 
und zur Analyse der Erzeugung des schwachen \textit{Z}$^{0}$-Bosons am 
LEP und der bei HERA beobachteten QCD-Prozesse. Auch allgemeinere 
Fragen der Quantenfeldtheorie und der Stringtheorie wurden bearbeitet. Die Zeuthener Theoriegruppe begann in zweijährigem Turnus internationale Tagungen 
zu phänomenologischen Fragen auszurichten, führte aber auch 
das schon zur DDR-Zeit traditionelle \glqq{}International Symposium 
Ahrenshoop on the Theory of Elementary Particles\grqq{} regelmäßig 
fort, nunmehr gemeinsam mit der Humboldt-Universität zu Berlin 
und den Universitäten Hannover und München. \addbigparskip

Ganz neu gestaltet wurden die Beziehungen Zeuthens zu Universitäten. 
Eine intensive Zusammenarbeit war vor allem mit der nahegelegenen 
Hum\-boldt-Universität zu Berlin entstanden. Auch hier hatten neue Strukturen 
geschaffen werden müssen. In Fortführung ihrer berühmten wissenschaftlichen 
Tradition als Berliner Universität sollte die physikalische 
Grundlagenforschung hier 
wieder ein Schwerpunkt der Forschung und Lehre werden. Dabei 
war das Angebot von Seiten DESYs für eine enge Kooperation inklusive 
der Nutzung der Zeuthener Infrastruktur und der Einrichtung von 
DESY-Professuren für die Universität sehr attraktiv. 
Um die neu berufenen Professoren bildeten sich schnell Gruppen junger 
Wissenschaftler. In der experimentellen Teilchenphysik entstanden 
Beteiligungen an den Experimenten HERA-B und L3 sowie an Neutrinoexperimenten am CERN, die Theoriegruppe 
setzte einerseits auf die Stringtheorie und andererseits auf 
die rechnergestützte theoretische Physik; hier bestand besonderes 
Interesse an der Bearbeitung von Problemen der Teilchenphysik 
mit Höchstleistungsrechnern, in enger Kooperation mit DESY Hamburg 
und DESY Zeuthen. Die Beziehungen wurden durch ein wöchentliches 
gemeinsames Seminar lebendig gehalten. Die vielfältigen Verflechtungen 
zwischen den Forschungsprogrammen von DESY und der Humboldt-Universität 
wurden für beide Partner ein großer Gewinn. Sie sollten sich später auch auf die Astroteilchenphysik erstrecken. \addbigparskip

Weitere Kooperationen entstanden mit der Technischen Universität 
Berlin bei Entwicklungen für die Strahldiagnostik an Beschleunigern, 
mit der Freien Universität Berlin in der \glq{}rechnergestützten 
Elementarteilchen-Theorie\grq{} 
und mit der Universität Leipzig in der Quantenfeldtheorie und 
der Gitter-Eichtheorie. Mit allen drei Berliner Universitäten 
sowie mit der Universität Leipzig und dem Konrad-Zuse-Zentrum 
in Berlin wurden Vereinbarungen zur Zusammenarbeit abgeschlossen. 
Gemeinsam mit der Humboldt-Universität und der Freien Universität 
Berlin wurde ein Graduiertenkolleg unter dem Thema \glqq{}Strukturuntersuchungen, 
Präzisionstests und Erweiterungen des Standardmodells der Elementarteilchenphysik\grqq{} 
eingerichtet, an dem sich später auch die Technische Universität Dresden beteiligte. Auch mit der Universität Potsdam wurden Verbindungen geknüpft, die schließlich zu einer gemeinsamen Professur für Astroteilchenphysik führten. 
Diplomanden und Ingenieur-Praktikanten aus verschiedenen 
Hochschulen kamen zur Durchführung ihrer Arbeiten nach Zeuthen. 
Zeuthener Physiker führten Lehrveranstaltungen 
an der Humboldt-Universität, den Universitäten Leipzig und Jena, 
den Technischen Universitäten in Dresden und Cottbus sowie der 
benachbarten Technischen Fachhochschule Wildau durch. 
Für technische Berufe wurden in Zeuthen etwa 20 Ausbildungsplätze 
auf den Gebieten Industriemechanik und -Elektronik geschaffen, woran im Land 
Brandenburg ein eklatanter Mangel herrschte. In landesweiten Wettbewerben 
konnten Zeuthener Lehrlinge regelmäßig mit Bestleistungen glänzen. \addbigparskip

Innerhalb von wenig mehr als drei Jahren hatte Zeuthen so die 
1991 vereinbarte Zielsetzung für das Zusammengehen mit dem DESY, 
also die Fortsetzung der erfolgreichen Forschungslinien in Experiment 
und Theorie, die verstärkte Orientierung auf Experimente an 
HERA und die Zusammenarbeit mit Hochschulen, realisiert. 
Die auf der Empfehlung des Wissenschaftsrates aufbauenden Leitlinien 
für das wissenschaftliche Programm hatten sich bewährt. Die 
gewählte Organisationsstruktur wie auch die von den Zeuthener 
Wissenschaftlern selbst vollzogene vermehrte Hinwendung zu den 
HERA-Experimenten hatten bewirkt, dass anfänglich noch bestehende 
Kommunikations- und Verständnisprobleme zwischen Zeuthen und 
Hamburg weitgehend abgebaut und die Grenzen zwischen den beiden 
Teilen von DESY bald kaum noch empfunden wurden. \addbigparskip 

Für das DESY-Direktorium blieb das Zusammenwachsen der beiden Teile DESYs ein 
wichtiges, dauerhaftes Anliegen. Es hielt seine Sitzungen in regelmäßigen 
Abständen in Zeuthen ab, ein Usus, dem sich auch der Wissenschaftliche Rat 
und der Verwaltungsrat anschlossen. Für die Mitsprache der Zeuthener 
Wissenschaftler brauchte es keinen 
eigenen Zeuthener Wissenschaftlichen Rat mehr, sondern man entsandte 
gewählte Vertreter in den Wissenschaftlichen Ausschuss von DESY. 
Die gegenseitige Abstimmung und Hilfe in allen beide Teile von DESY 
betreffenden 
Fragen wurde zur Selbstverständlichkeit.  \addbigparskip

\begin{figure}[htb]
  	\begin{center}
    \includegraphics[width=0.9\textwidth]{bilder/zeuthenluftn}
    \caption{Die Zeuthener Institutsgebäude nach Abschluss der wichtigsten 
   Sanierungs- und Erweiterungsarbeiten (DESY-Archiv).}
   	\label{zeuthen-luftbild2}
  	\end{center}
\end{figure}


Die Eingliederung des IfH in das DESY war 1991 zunächst auf einige 
Jahre angelegt gewesen; danach wollte man prüfen, ob das Zusammengehen 
sinnvoll und erfolgreich war oder ob eine andere Lösung vorzuziehen sei. Das gute Zusammenwachsen mit DESY hatte 
aber schon bald dazu geführt, dass die entstandene Gemeinsamkeit 
nicht mehr in Frage gestellt wurde, weder von Seiten Hamburgs 
noch von Zeuthen. Das längerfristige Überleben eines selbständigen, 
unabhängigen Instituts für Hochenergiephysik im Bundesland
Brandenburg wäre 
auch eine recht unsichere Sache gewesen, wie das Beispiel des 
Landes Berlin zeigte, das 1996 das Institut für Angewandte Chemie 
in Adlershof zu schließen beschloss, was erst im letzten Moment 
abgewendet werden konnte. Als Teil einer Großforschungseinrichtung 
mit nur einem 10 \%-Anteil der Mittel aus dem Landeshaushalt war 
Zeuthen für das Land Brandenburg eine leichter zu (er)tragende 
Last. 
Um sich aber auf Dauer die Anerkennung von Zeuthen als unverzichtbaren 
Teil der Großforschungseinrichtung DESY durch den Bund zu sichern, 
musste eine noch engere Verzahnung mit DESY Hamburg durch gemeinsame 
Arbeiten angestrebt werden. Dies sprach für die verstärkte Übernahme 
von Verpflichtungen beim Betrieb und der Weiterentwicklung der 
HERA-Detektoren und eine intensive Mitarbeit an den Zukunftsaufgaben 
von DESY. In diesem Sinn wurde 1998 auch der Institutsname offiziell 
in \glqq{}DESY Zeuthen\grqq{} geändert, was ohnehin dem inzwischen allgemein 
üblichen Gebrauch entsprach. 
%Daneben sollten in Zeuthen aber 
%sowohl eigenständige Projekte durchgeführt als auch besondere 
%Leistungen für die Teilchenphysik-Gemeinschaft angeboten werden. 
%Ein Beispiel wurde mit der Bereitstellung, Nutzung und Weiterentwicklung 
%von Höchstleistungsrechnern für eine breite Anwenderschaft geschaffen; 
%für DESY Zeuthen sollte dies ein neues Standbein werden.


\section{Theoretische Teilchenphysik und ein Zentrum für paralleles Rechnen}
\index{Gittereichtheorie}\index{APE-Rechner}

Seit 1980 war die Gittereichtheorie eines der Forschungsthemen 
der DESY-Theorie. Im Jahr 1987 hatte die Gründung des 
Höchstleistungs-Rechenzentrums 
(HLRZ) in Jülich den Zugang zu einem modernen Supercomputer 
geöffnet und der Arbeitsrichtung damit zu einem bedeutenden 
Aufschwung verholfen. Doch die Nachfrage nach Rechenkapazität 
war, auch wegen der starken internationalen Konkurrenz, unersättlich; 
ihrer Befriedigung standen aber die hohen Preise für Supercomputer 
entgegen. 

Deshalb hatten Teilchenphysiker an verschiedenen Stellen in der 
Welt begonnen, Rechner aus preiswerten Elektronikkomponenten  
 zu entwerfen, die ganz speziell dafür ausgelegt und 
optimiert waren, die bei Simulationen auf dem Gitter (siehe Kap. 11.4) sich 
stets wiederholenden Rechenschritte möglichst effizient auszuführen. 
Ein solches Projekt hatten auch Elementarteilchen-Theoretiker 
und Ingenieure des INFN (Instituto Nazionale di Fisica Nucleare) 
in Rom und Pisa um Nicola Cabbibo unter dem Namen APE (\glqq{}Array 
Processor Experiment\grqq{}) begonnen. Sie hatten massiv-parallele 
Rechner mit SIMD-Architektur (Single Instruction Multiple Data 
Stream) und einem schnellen Kommunikationsnetzwerk entwickelt, die von der Firma Alenia Spazio in Rom industriell 
gefertigt wurden und mit denen bei maximalem Ausbau 100 Gigaflops 
(d.h. 100 Milliarden Gleitkomma-Operationen pro Sekunde) an Rechenleistung 
erreicht werden konnten. Mit den APE-100-Rechnern ließen sich 
die Simulationsrechnungen der theoretischen Teilchenphysik effizienter 
und preiswerter bewältigen als mit kommerziellen Höchstleistungsrechnern. \addbigparskip 

Um diese vielversprechende Entwicklung zu nutzen, wurde 1994 
in Zeuthen ein \glqq{}Zentrum für paralleles Rechnen\grqq{} für die theoretische 
Physik eingerichtet. Neben einem bereits früher beschafften 
Parallelrechner IBM 9076-SP2 mit 10 Prozessoren wurden zwei APE-100-Spezialrechner 
(Alenia QH2) mit je 12,5 Gigaflops Spitzenleistung installiert. 
Nach Beseitigung einiger Anfangsprobleme arbeiteten sie sehr 
zuverlässig. In Zeuthen war damit zu vergleichsweise moderaten 
Kosten eine der leistungsfähigsten Rechenanlagen Deutschlands entstanden. 
Dies machte das Institut 
auch für ausgezeichnete jüngere Theoretiker attraktiv, von denen 
mehrere gewonnen werden konnten. Damit wurde eine wichtige
Arbeitsrichtung nun auch in der Zeuthener Theoriegruppe verankert. \addbigparskip 

Eine Stelle als Leitender Wissenschaftler konnte durch Berufung 
des angesehenen schweizer Theoretikers Fred Jegerlehner\index{Jegerlehner} 
 besetzt werden, der als 
Leiter der Zeuthener Theoriegruppe den Aufbau der neuen Arbeitsrichtung 
nachhaltig förderte. Es kam zur Mitarbeit mit wichtigen Beiträgen in 
bedeutenden internationalen Arbeitsgemeinschaften wie der ALPHA-Kollaboration, 
die in der Berechnung der starken Kopplungskonstanten und von Quarkmassen sowie
 der Entwicklung von Algorithmen für die Gittereichtheorie Pionierarbeit 
leistete \cite{Alp01}, und führte zur Gründung eines Sonderforschungsbereichs
 der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die computergestützte theoretische 
Teilchenphysik. \addbigparskip

Zeuthener Theoretiker arbeiteten auch im Rahmen verschiedener 
anderer internationaler Programme mit, so etwa in mehreren Netzwerken der 
Europäischen Union, welche sich die Weiterentwicklung der Eichtheorien sowie 
deren Anwendung in der Phänomenologie der Elementarteilchen zur Aufgabe 
gesetzt hatten.

Das \glqq{}Zentrum für paralleles Rechnen\grqq{} wurde auch für Hochschulgruppen 
geöffnet und hatte bald mehrere Hundert Nutzer. Dabei standen DESY-übergreifende Großprojekte im Vordergrund, die numerische Simulationen von Feldtheorien auf dem Gitter durchführten. Es entwickelte sich eine gute Zusammenarbeit mit DESY Hamburg, dem Höchstleistungsrechenzentrum HLRZ in Jülich und vielen Hochschulen. Dabei war die mittlerweile hervorragende Zeuthener Infrastruktur für Gastaufenthalte, Workshops und Seminare sehr förderlich. Teilchenphysiker, die bisher am HLRZ in Jülich gearbeitet hatten, begannen sich nach Zeuthen zu orientieren. 
Es war nur konsequent, das Zentrum weiterzuentwickeln und die 
Anlage mit zusätzlichen Prozessoren sukzessive aufzurüsten. \addbigparskip 

Um die rechnergestützte Forschung in Deutschland noch 
besser zu fördern, gründeten das Forschungszentrum Jülich und 
DESY 1998 das \glqq{}John von Neumann-Institut für Computing\grqq{} (NIC) 
als gemeinsame Einrichtung. Das Zeuthener \glqq{}Zentrum für paralleles 
Rechnen\grqq{} mit den APE-Rechnern wurde Teil des NIC, und zusammen 
mit dem von Jülich eingebrachten \glq{}general purpose\grq{}-Supercomputer war nun ein 
flexibles und leistungsfähiges Gespann entstanden. Das NIC unterhielt 
eigene Forschergruppen, die in den Bereichen \glqq{}Elementarteilchenphysik\grqq{} 
und \glqq{}Komplexe Systeme\grqq{} arbeiteten; die Teilchenphysiker siedelten 
sich schließlich in Zeuthen an, was zu einer großen Bereicherung 
des wissenschaftlichen Lebens am Institut führte.  \addbigparskip

\begin{figure}[htbp]
  	\begin{center}
    \includegraphics[width=0.7\textwidth]{zeuthen/zapemille}
    \caption{Der APEmille-Parallelrechner in Zeuthen. Auf engem Raum sind hier 
1024 Prozessoren mit einer Rechenleistung von insgesamt über 500 Gigaflops 
vernetzt (DESY-Archiv).}
   	\label{zeuthen-apemille}
  	\end{center}
\end{figure}

Durch die guten Erfahrungen mit den APE-Rechnern in Italien und 
bei DESY ermutigt, hatte man am INFN schon 1995 begonnen, unter 
der Bezeichnung \glqq{}APEmille\grqq{} eine neue Generation von SIMD-Parallelrechnern 
mit bis zu zehnfach höherer Leistung zu entwickeln. Sie verwendeten für 
Gleitkom\-ma-Arithmetik mit komplexen Zahlen optimierte und durch ein sehr leistungsfähiges dreidimensionales, synchrones Kommunikationsnetzwerk verbundene Prozessoren. Hier waren Zeuthener Elektronikingenieure und Physiker eingestiegen, sowohl in der Entwicklung von Hardware-Komponenten als auch von 
Software. Es begann eine fruchtbare Zusammenarbeit, an der sich 
auch die Universitäten Bielefeld und Wuppertal mit ihren interdisziplinären 
Instituten für Komplexe Systeme und Angewandte Informatik beteiligten. 
So konnte man sich frühzeitig auf den Test von Prototypen und 
den Einsatz der neuen Rechner in Projekten der Elementarteilchenphysik 
vorbereiten. 

\begin{figure}[htb]
  	\begin{center}
    \includegraphics[width=0.75\textwidth]{zeuthen/zeuthenalphas}
    \caption{Die Energieabhängigkeit der Kopplungskonstanten $\alpha_s(\mu)$ 
der starken Wechselwirkung, hier statt in der bisher meist verwendeten 
Valenzquark-Approximation in einer vollständigeren Theorie 
behandelt \cite{Alp01} -- möglich gemacht durch die APE-Rechner. Die 
störungstheoretisch hergeleitete Energieabhängigkeit (Kurve) wird für 
große Energien bestätigt, bei kleinen Energien zeigen sich die Grenzen der 
Störungstheorie. (Die Größe $\mu(\Lambda)$ ist ein Maß für die Energie.)
 }
   	\label{zeuthen-alphas}
  	\end{center}
\end{figure}

Im Jahr 2001 schließlich waren in Zeuthen vier APEmille-Rechner 
mit einer Leistung von zusammen mehr als 500 Gigaflops installiert. 
Wie die APE-100-Rechner erwiesen auch sie sich als sehr zuverlässig. 
Im Rahmen des NIC der Nutzergemeinde zur Verfügung gestellt, 
erhielt damit die computergestützte Teilchenphysik wieder einen 
beträchtlichen Schub. \addbigparskip 

Inzwischen hatten die Zeuthener Entwickler zusammen mit dem INFN 
und der Universit\'{e} Paris-Sud bereits eine nächste APE-Generation apeNEXT 
im Visier, die eine wiederum zehnfache Vergrößerung der Leistung auf bis zu 10 Teraflops bringen sollte. Alle Funktionen eines Rechnerknotens wie 64-bit-Arithmetik und Programmkontrolle einschließlich 
der Schnittstellen zum externen Speicher und zum Kommunikationsnetzwerk 
sollten nun auf einem einzigen Chip integriert werden, was eine 
sehr kompakte Bauweise möglich macht. Auch sollten die einzelnen Prozessoren nicht mehr strikt synchron arbeiten, sondern unabhängig voneinander; die Synchronisation erfolgt dann beim Austausch von Daten zwischen den Knoten. Das macht Systeme mit mehr Knoten und höherer Effizienz möglich. \addbigparskip

Im Jahr 2005 ging in Zeuthen der erste Rechner des neuen Typs in Betrieb. Inzwischen zeigte allerdings der Bau kommerzieller Supercomputer, wie des \glqq{}BlueGene\grqq{} der Firma IBM, so große Fortschritte, dass zweifelhaft ist, ob es auch längerfristig sinnvoll bleibt, auf Eigenentwicklungen zu setzen. In jedem Falle dürfte aber die Theoriegruppe in Zeuthen ihre erfolgreiche Arbeit in der Gittereichtheorie weiter fortführen. 


\section{HERA-Experimente}
\index{HERA-B Experiment}
Auf diesem Sektor forderten vor allem der Bau des Präzisions-Siliziumdetektors 
für H1 sowie von Detektoren aus szintillierenden Fasern für 
das Vorwärts"=Protonenspektrometer von H1 erhebliche Anstrengungen 
in Zeuthen über längere Zeit. 
Das vom Aufwand her dominierende 
Detektorprojekt ab Mitte der neunziger Jahre war aber durch 
das HERA-B-Experiment gegeben. Hier engagierte sich Zeuthen 
vor allem in Entwicklung, Bau und Test der äußeren Spurkammern 
sowie der Rechnerfarm. Für die Spurkammern stellten sich wegen der
extremen
Raten- und Untergrundbedingungen ganz 
neuartige Anforderungen an die instrumentelle Technologie.  Hinzu 
kam, dass die Größe des Projekts die Infrastrukur und Logistik 
in Zeuthen vor erhebliche Probleme stellte. Fünf Montagelinien 
wurden eingerichtet. In Zusammenarbeit mit DESY Hamburg, mit 
der Humboldt-Universität, dem NIKHEF-Institut in Amsterdam, 
dem VIK Dubna und dem IHEP Beijing, die Mitarbeiter 
nach Zeuthen schickten, konnten die Probleme in einer
gemeinsamen großen Anstrengung schließlich bewältigt werden. \addbigparskip 

Die Zeuthener HERA-B-Gruppe leistete auch Pionierarbeit im Einsatz von
Prozessorfarmen für die Trigger- und Datenerfassungssysteme von Experimenten
 in der Hochenergiephysik. Diese Neuerungen waren erforderlich, um den erwarteten riesigen Datenstrom 
aus dem HERA-B-Detektor zu bewältigen. Die dazu nötige 
Rechenleistung durch kommerzielle Rechner aufzubringen wäre unbezahlbar gewesen. Glücklicherweise gab 
es in Zeuthen Erfahrung mit selbstentwickelten online-Rechnersystemen, 
die zum Aufbau eines auf die spezielle Aufgabe zugeschnittenen 
Parallel-Rechnersystems genutzt wurde. 

Auch für wichtige Teile 
der Experimente-Software von HERA-B übernahm Zeuthen die Verantwortung, 
wiederum in einer engen Zusammenarbeit mit der Elementarteilchen-Gruppe 
der Humboldt-Universität. Diese umfangreichen Arbeiten für HERA-B 
beanspruchten einen großen Teil der finanziellen und personellen 
Mittel sowie des Laborplatzes in Zeuthen über eine ganze Reihe 
von Jahren.



\section{Physik mit Neutrinoteleskopen}

\index{Neutrinoteleskop}

Für das eigenständige wissenschaftliche Profil des Zeuthener 
Instituts hatte das Engagement in der Neutrino-Astrophysik von 
Anfang an einen hohen Stellenwert.
 Dies galt um so mehr, 
als die Astroteilchenphysik ein in Deutschland bisher eher etwas 
vernachlässigtes Gebiet war.
In der 1988 zusammen mit russischen Partnern 
begonnenen Arbeit an der Entwicklung eines Unterwasser-Neutrinoteleskops 
zum Nachweis von Neutrinos aus kosmischen Quellen, die vom Wissenschaftsrat 
besonders zur Weiterführung empfohlen worden war, hatte die 
Zeuthener Gruppe um Christian Spiering \index{Spiering} nach und nach eine 
zunehmend tragende Rolle angenommen. Mit der Entwicklung eines Instruments 
zur Beobachtung von extraterrestrischen Neutrinos hoffte 
man ein neues Fenster zum Universum zu öffnen. Neutrinos können 
Materie nahezu ungehindert durchdringen. Sie gelangen aus der 
Sonne zu uns, aber auch aus den Weiten des Kosmos. Neutrinos 
von fernen kosmischen Quellen würden uns den Himmel gewissermaßen 
in einem neuen \glq{}Licht\grq{} erscheinen lassen -- in einem Licht, das 
auf seinem Weg weder absorbiert noch abgelenkt wird. Man könnte 
damit diejenigen Stellen am Himmel orten, an denen sich die noch 
unentdeckten Prozesse abspielen, in denen die hochenergetische
kosmische Strahlung und mit ihr die Neutrinos erzeugt werden. Als 
solche Quellen werden etwa aktive galaktische Kerne vermutet. Durch die 
Beobachtung von Neutrinos aus Supernova-Explosionen, von mit \ensuremath{\gamma}-Strahl-Ausbrüchen 
korrelierten Neutrinos, von Neutrinos aus der Annihilation massiver 
SUSY-Teilchen im Zentrum der Erde und der Sonne oder von exotischen 
Teilchen wie magnetischen Monopolen könnte ein Neutrinoteleskop 
zur Beantwortung vielfältiger weiterer Fragen der Astrophysik 
und der Teilchenphysik beitragen. \addbigparskip 

Der Bau eines Neutrinoteleskops ist ein ehrgeiziges und schwieriges 
Unterfangen. Das Instrument muss außerordentlich gut gegen alle störenden Einflüsse abgeschirmt sein. Deshalb hatten die russischen 
und Zeuthener Physiker den Grund des Baikalsees als einen geeigneten 
Ort zur Aufstellung des Teleskops gewählt. Die 1~km 
dicke Wasserschicht darüber dient als wirksame Abschirmung von 
Tageslicht und kosmischer Strahlung. Hochenergetische Neutrinos 
erzeugen bei ihren sehr seltenen Wechselwirkungen mit Materie 
schnelle Myonen und Elektronen, deren Fluggeschwindigkeit die 
Lichtgeschwindigkeit im Wasser übertrifft und die infolgedessen 
Tscherenkow-Licht abstrahlen. Dieses kann mit
Photovervielfachern nachgewiesen werden, die in druckfeste Glaskugeln eingebaut  
im Wasser zu einer sich über Hunderte von Metern erstreckenden 
gitterförmigen Anordnung montiert werden. Über Kabel und Lichtleiter werden 
die empfangenen Signale an einen Rechner geleitet, der aus der 
räumlichen und zeitlichen Verteilung der Signale die Richtung 
und ungefähre Energie des Teilchens, das sie ausgelöst hat, bestimmt. Zur Identifikation der Neutrinos benutzt man die Erde 
als Filter: Ein von unten nach oben durch die Anordnung aufwärts 
laufendes Teilchen weist auf ein Neutrino hin, welches den Erdball 
durchquert hat -- das einzige Teilchen, das dies vermag. \addbigparskip 

Noch in der DDR-Zeit hatte der Aufbau des Detektors begonnen. 
 Im Jahr 1995 waren 
50 und 1996 nahezu 100 Module mit Photovervielfachern in der Tiefe des 
Baikalsees installiert. Hiermit konnten 
 Neutrinos, die durch Wechselwirkungen der kosmischen Strahlung 
in der Erdatmosphäre erzeugt worden waren, nachgewiesen werden; 
man besaß damit den ersten funktionierenden Unterwasser-Neutrinodetektor. 
Auch für Messungen der Myonen der kosmischen Strahlung erwies er sich 
als nützlich. Doch war mittlerweile klar geworden, dass die Anlage 
für das eigentliche Ziel, Neutrinos extraterrestrischen Ursprungs  
aufzuspüren 
und damit den Einstieg in die Neutrino-Astronomie zu schaffen, nicht groß genug war. Angesichts zahlreicher Engpässe, 
logistischer Probleme und Verzögerungen beim Aufbau eines so 
anspruchsvollen Projekts in Russland wuchsen Zweifel, ob 
man sich hier nicht auf dem Weg in eine Sackgasse befände.  \addbigparskip 

\index{Baikalsee Detektor}

Trotzdem wurde das Baikalsee-Projekt
von Zeuthen aus weiter mitgetragen; das Ziel, etwa 200 Photodetektoren 
am Seegrund (\glqq{}Neutrino-Teleskop  NT 200\grqq{}) zu installieren, konnte 
allerdings erst 1998 erreicht werden. 
Damit war zwar eine Pioniertat vollbracht, das Experiment aber 
auch, unter den gegebenen Randbedingungen, an eine schwer zu 
überwindende Grenze gestoßen. Die optischen Eigenschaften des 
Baikalwassers waren nicht ideal, Organisation und langfristige 
Planung in Russland zur damaligen Zeit problematisch. Für die Beobachtung von 
Neutrino-Punktquellen 
würde man ein Neutrinoteleskop aus einigen Tausend Photodetektoren 
und damit eine breitere und potentere Basis benötigen.  \addbigparskip 

\begin{figure}[htb]
  	\begin{center}
    \includegraphics[width=0.5\textwidth]{zeuthen/zsuedpol}
    \caption{AMANDA-Arbeiten am Südpol. Der Turm dient als Aufhänge-Vorrichtung für die Trossen mit den Photosensor-Modulen, von wo aus sie in das Bohrloch im Eis abgesenkt werden (DESY-Archiv).}
   	\label{zeuthen-suedpol}
  	\end{center}
\end{figure}

\index{AMANDA}
Eine aussichtsreiche Möglichkeit hatte sich mit dem von Francis 
Halzen von der University of Wisconsin (USA) initiierten AMANDA-Projekt 
(\glqq{}Antarctic Muon And Neutrino Detection Array\grqq{}) am Südpol abgezeichnet. Die 
Idee war, den fast 3~km dicken Eisschild 
der Antarktis als Absorber zu verwenden und die Photosensoren 
darin zu versenken. Dazu musste man nur mit heißem Wasser Löcher 
in das Eis schmelzen. Einmal eingefroren behielten die Photosensoren 
ihre Position bei -- ein klarer Vorteil im Vergleich mit der Installation 
im Wasser --, allerdings würden sie dann auch nie mehr zugänglich 
sein. Das Eis ist in großer Tiefe sehr klar und lichtdurchlässig. 
Für den Aufbau konnte man die Infrastruktur der amerikanischen 
Südpol-Forschungsstation nutzen. Amerikanische und schwedische 
Gruppen hatten bereits Untersuchungen begonnen. Der Einstieg 
der Zeuthener war hochwillkommen, denn ihre Erfahrungen mit 
der Baikalsee-Anlage und die dort gewonnenen Messdaten waren 
bei der Konzeption des Südpol-Detektors überaus wertvoll.  \addbigparskip 

\begin{figure}[htb]
  	\begin{center}
    \includegraphics[width=0.4\textwidth]{zeuthen/zeuthenamanda}
    \caption{Die Anordnung der Photosensor-Module der AMANDA-Anlage im Eis der 
    Antarktis (DESY-Archiv).}
   	\label{zeuthen-amanda}
  	\end{center}
\end{figure}

Im Jahr 1994 begann die Kollaboration, und nach einem dreiviertel Jahr 
intensiver Vorbereitung arbeiteten bereits im Januar 1995 Zeuthener 
Physiker am Südpol. Nachdem das Absorptions- und Streuverhalten 
für Licht in verschiedenen Tiefen des Eisschildes gemessen war, 
konnten im darauffolgenden antarktischen Sommer, zwischen November 
1995 und Februar 1996, Trossen mit mehr als 80 Photosensoren, 
zur Hälfte in Zeuthen gebaut, in Tiefen zwischen 1500 und 2000~m eingefroren werden. 

Schon ein Jahr später war mit 300 Photosensoren 
der Vorsprung des \glqq{}NT-200\grqq{} am Baikalsee nicht nur eingeholt, 
sondern übertroffen. Die AMANDA-Anlage lieferte zuverlässig 
Daten und hatte damit den Übergang von einer Machbarkeitsstudie 
zu einem großen Neutrinoteleskop-Projekt vollzogen. Fortan konzentrierte 
sich die Arbeit der Zeuthener Neutrinogruppe auf dieses Projekt. 
Auch Universitätsgruppen in Mainz und Wuppertal schlossen sich 
an. Im Jahr 2000 war mit der zweiten Ausbaustufe von AMANDA ein 
Volumen von einem zehntel Kubikkilometer Südpoleis mit mehr 
als 600 Photosensoren ausgerüstet. Die Daten wurden am Pol gefiltert 
und danach rekonstruiert, so dass die Neutrino-Kandidaten wenige 
Tage nach ihrer Aufzeichnung zur Analyse zur Verfügung standen. 


Nun konnte die erste \glq{}Neutrino-Himmelskarte\grq{} erstellt werden. 
Sie zeigt die Herkunftsorte der registrierten hochenergetischen 
Neutrinos am Himmel der nördlichen Hemisphäre. Diese Neutrinos 
sind überwiegend beim Auftreffen geladener kosmischer Teilchen 
auf die Atmosphäre der Nordhalbkugel entstanden und bilden einen 
gleichmäßigen Untergrund. Ob sich dazwischen extraterrestrische 
Neutrinos verstecken, wird sich erst mittels noch wesentlich 
verbesserter Daten herausfinden lassen. Immerhin konnten aber 
obere Grenzen für die Rate diffus einfallender extraterrestrischer 
Neutrinos festgelegt werden, die Rückschlüsse auf die Vorgänge 
in Aktiven Galaxien erlaubten -- ein erstes astrophysikalisch 
relevantes Resultat \cite{Ama01}. Das Neutrinoteleskop NT-200 im Baikalsee 
 lieferte ergänzende Daten für die südliche Hemisphäre.  \addbigparskip 

\begin{figure}[htb]
  	\begin{center}
    \includegraphics[width=0.7\textwidth]{zeuthen/zeuthenneutrino}
    \caption{Das Spektrum der durch die kosmische Strahlung erzeugten 
Neutrinos, gemessen mit dem AMANDA-Teleskop (runde Messpunkte)~\cite{Spie05}.}
   	\label{zeuthen-neutrinofluss}
  	\end{center}
\end{figure}

Nachdem die Eignung des Südpoleises als Medium erwiesen und 
Technologie und Logistik grundsätzlich beherrscht waren, konnte 
sich die AMANDA-Kollaboration noch ehrgeizigere Ziele vornehmen: 
Die Bestückung von einem vollen Kubikkilometer des Südpoleises 
mit insgesamt etwa 5000 Photosensor-Modulen. Der Bau eines solchen \glqq{}IceCube\grqq{}
wurde 2001 beschlossen; er wird die AMANDA-Anordnung 
einbeziehen und soll 2011 fertiggestellt sein. Eine fortschrittliche 
Technologie mit digitaler Datenübertragung von den Photovervielfachern 
zur Station wurde entwickelt und die Photosensoren können möglicherweise noch durch akustische Detektoren ergänzt werden, die hochenergetische elektromagnetische Kaskaden über Distanzen von mehreren Kilometern erhorchen können; so 
hofft man, das aktive Volumen im Eis, in dem Neutrinoreaktionen 
nachgewiesen werden können, über den Kubikkilometer hinaus noch 
weiter auszudehnen. 

Die Zeuthener Gruppe um Christian Spiering baut einen großen Teil der 
optischen und akustischen Detektormodule für IceCube, entwickelt das 
Datenerfassungssystem  und richtet in Zeuthen ein Zentrum für die 
Datenanalyse ein. Im Jahr 2003 wurde die für die Montage und die Tests der 
Module in 
Zeuthen benötigte umfangreiche Infrastruktur erstellt. Mit dem IceCube-Projekt
 dürfte DESY Zeuthen längerfristig ein faszinierendes Forschungsvorhaben 
besitzen, das einzigartige Beiträge zur Astrophysik und zur Teilchenphysik 
verspricht. Die Astroteilchenphysik ist damit zu einem der wichtigsten 
Arbeitsgebiete des DESY geworden. 

\section{DESY-Zukunftsprojekte}

Die großen Zukunftsprojekte 
des DESY, die kollidierenden Linearbeschleuniger TESLA und der
Röntgenlaser XFEL,  wurden zentrale Themen auch für Zeuthen. 
Sowohl Theoretiker wie Experimentatoren waren aktiv an den Untersuchungen 
und Berechnungen zur Physik mit kollidierenden 500~GeV-Linearbeschleunigern 
und den Simulationen der Prozesse in Detektor-Entwürfen beteiligt. 
Verschiedene für einen TESLA-Detektor interessante Nachweis-Technologien 
wurden untersucht und erprobt. Dazu kamen Berechnungen des äußerst 
kritischen Strahluntergrunds. 
Zum 2001 vorgelegten Technical Design Report für TESLA trug 
Zeuthen mit Studien zur Physik und zu einem Detektor bei. 
Auch auf dem Instrumentierungssektor entfaltete Zeuthen Aktivitäten. 
In Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Berlin und 
dem Münchener Max-Planck-Institut für Physik entwickelte und 
baute man Monitore und Draht-Scanner für Strahllage und Strahldiagnostik 
in Linac- und FEL-Strukturen sowie rechnergesteuerte Vorrichtungen 
für die präzise Justierung von Beschleunigerkomponenten. \addbigparskip

Unter der Leitung von Ulrich Gensch, der 1998 
 die Verantwortung für den Forschungsbereich 
DESY Zeuthen übernommen hatte, wurde mit einem Projekt für den Test 
und die Optimierung lasergetriebener Elektronenquellen für künftige 
große Linearbeschleuniger und Freie-Elektronen-Laser ein weiterer 
Akzent im Tätigkeitsspektrum von Zeuthen gesetzt. Ziel ist die 
Entwicklung von Elektronenquellen höchster Qualität, die intensive 
Elektronenstrahlen mit sehr geringer räumlicher Ausdehnung und 
sehr guter Bündelung (\glq{}Emittanz\grq{}) liefern -- essentielle Voraussetzungen 
für kollidierende Linearbeschleuniger oder SASE-FELs. Dazu sind 
umfangreiche Mess- und Diagnosesysteme für die Erzeugung der 
Elektronen mittels Laserstrahl und Photokathode sowie die nachfolgende 
Beschleunigung und Formung der Elektronenpakete erforderlich. 
\index{Gensch}\index{PITZ}

\begin{figure}[htbp]
  	\begin{center}
    \includegraphics[width=0.8\textwidth]{zeuthen/zpitz}
    \caption{Der Photoinjektor-Teststand PITZ. Im Innern der beiden Magnete im Vordergrund werden Elektronen durch Laserbeschuss einer Photokathode freigesetzt und beschleunigt. In der anschließenden Diagnosesektion können die Eigenschaften der erzeugten Strahlpakete genau vermessen werden (DESY-Archiv).}
   	\label{zeuthen-pitz}
  	\end{center}
\end{figure}

Ein hierzu speziell eingerichteter kleiner Linearbeschleuniger war 
im Januar 2002 pünktlich zur Feier \glqq{}10 Jahre DESY Zeuthen\grqq{} 
unter dem Namen \glqq{}PITZ\grqq{} (Photoinjektor-Teststand Zeuthen) fertig 
aufgebaut und in Betrieb genommen worden. Zeuthen hatte dabei 
mit dem Max-Born-Institut (MBI) in Berlin und der Berliner 
Elektronenspeicherring-Gesellschaft 
für Synchrotronstrahlung (BESSY) sowie der Technischen Universität 
Darmstadt zusammengearbeitet, außerdem waren Wissenschaftler aus Sofia und Orsay beteiligt. \addbigparskip

Am PITZ begann nun ein intensives Forschungs- und Entwicklungsprogramm, als 
dessen erstes Ergebnis im Herbst 2003 eine optimierte Elektronenquelle für 
den VUV-FEL in Hamburg bereitgestellt werden konnte. Für das nächste Ziel, 
die Optimierung von Quellen für die höheren Anforderungen eines XFEL, wurde 
ein entsprechender Ausbau des PITZ begonnen. Die damit umfangreicher gewordenen
 und immer enger mit Hamburg verflochtenen Zeuthener Beschleuniger-Aktivitäten
 wurden folgerichtig dem M-Bereich von DESY zugeordnet. Die Bereichsstruktur 
von Zeuthen war nun identisch mit der von DESY in Hamburg. Statt von \glqq{}DESY 
Hamburg\grqq{} und \glqq{}DESY Zeuthen\grqq{} spricht man seitdem von \glqq{}DESY mit den 
Standorten Hamburg und Zeuthen\grqq{}.  

\section{Ausstrahlung}

Die Ausstrahlung, die Zeuthen nunmehr auf ganz DESY hatte, zeigte sich nicht zuletzt in der Übernahme wichtiger Leitungsfunktionen durch Zeuthener. Verantwortung als Direktoriumsmitglied und Bereichsleiter bei DESY, sowie als Sprecher oder Physik-Koordinator in jeder der vier großen HERA-Kollaborationen und des IceCube-Projekts, lag zeiweilig in den Händen von Physikern aus Zeuthen.  

Die Berlin-Nähe Zeuthens bot auch besondere Chancen für die Außenwirkung 
DESYs. In der Urania, dem Berliner Vortragszentrum für wissenschaftliche 
Themen, wo schon Einstein Vorträge gehalten hatte, konnten 
Zeuthener Physiker regelmäßig vor einem interessierten Publikum 
für die Teilchenphysik werben. Dazu trug auch 
besonders eindrucksvoll eine große Ausstellung in der Urania 
bei, die anlässlich des \glqq{}Jahres der Physik 2000\grqq{} gemeinsam 
mit Universitäten ausgerichtet wurde. 

Die Stadt Berlin veranstaltete 
zur Jahrtausendwende im Martin Gropius-Bau unter dem Titel \glqq{}Sieben 
Hügel\grqq{} eine der größten und aufwändigsten Ausstellungen, die 
es in Deutschland je gegeben hatte; Vergangenes und Zukunftweisendes 
aus sieben Themenbereichen wurden vorgestellt und DESY konnte Tausenden von Besuchern die Teilchenphysik durch mehrere 
Exponate, darunter ein begehbares Modell des TESLA-Tunnels, näherbringen. 

Auch auf der Internationalen Luftfahrtausstellung in Berlin-Schönefeld 
und dem bundesweiten Forschungsforum auf dem neuen Messegelände 
in Leipzig wurde wiederholt erfolgreich für Teilchenphysik und 
DESY-Projekte geworben und das Interesse von Politikern geweckt. 
Eine besondere Attraktion war 2002 die Ausstellung \glqq{}TESLA 
-- Licht der Zukunft\grqq{} im Automobil-Forum der Volkswagen AG in 
zentraler Lage Unter den Linden in Berlin. Hier zeigten und erklärten einen 
Monat lang DESY-Mitarbeiter und Studenten die Teilchenphysik, 
 das TESLA-Projekt, den Röntgenlaser und seine vielfältigen 
Anwendungen den zahlreichen Besuchern, darunter vielen Schulklassen. \addbigparskip
\index{TESLA Ausstellung}

In der Region war das Zeuthener DESY eingebunden durch Zusammenarbeit und Lehrtätigkeit an den Universitäten in Berlin, Potsdam und Cottbus und der Fachhochschule Wildau. Dazu kamen \glqq{}Tage der offenen Tür\grqq{}, Vorträge und Führungen für Schüler, Schülerpraktika sowie ein Programm \glqq{}Physik begreifen\grqq{} ähnlich wie bei DESY in Hamburg zum Experimentieren für Schulklassen, und nicht zuletzt die Lehrlingsausbildung. Auch wurden regelmäßige Weiterbildungskurse für Physiklehrer durchgeführt.

Was die wissenschaftliche Nutzung betrifft konnte Zeuthen sich dank seiner 
einerseits Berlin-nahen, andererseits aber auch etwas abgeschiedenen, 
idyllischen Lage einen Ruf als Veranstaltungsort für Arbeitstagungen und 
Konferenzen erwerben. Die gut ausgebaute 
Infrastruktur, Unterkunfts- und Verpflegungseinrichtungen machten es möglich, 
Jahr für Jahr eine Vielzahl von wissenschaftlichen Tagungen in Zeuthen 
durchzuführen.         

In seiner Ansprache anlässlich des 10-jährigen Zusammengehens 
von Zeuthen mit dem DESY konnte Dr. Hermann Schunck vom Bundesministerium
 (BMBF), der 
langjährige Vorsitzende des DESY-Verwaltungsrats, feststellen: 
\glqq{}Zeuthen ist heute mehr als nur ein erfolgreiches Institut, 
es ist ein Anziehungspunkt \ldots Es ist damit zu einem kleinen Juwel geworden 
im Rahmen der neuen Helmholtz-Gemeinschaft\grqq{} \cite{Sch02}.




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