Millionen-Förderung für die Heidelberger Kern- und Teilchenphysik

Am weltweit leistungsfähigsten Teilchenbeschleuniger – dem Large Hadron Collider – werden in den drei Detektoren ALICE, ATLAS und LHCb Protonen und Atomkerne mit einer nochmals erhöhten Schwerpunktsenergie zur Kollision gebracht. In der derzeit laufenden dritten Datennahmeperiode können damit die bereits bestehenden Datensätze der drei LHC-Experimente noch einmal deutlich erweitert werden; so stehen beispielsweise für die Untersuchung von Kern-Kern-Reaktionen mit dem ALICE-Experiment 40-mal mehr Kollisionsereignisse zur Verfügung als bisher. „Die neuen Daten versetzen uns in die Lage, das Standardmodell der Teilchenphysik hochpräzise zu vermessen. Mögliche Abweichungen von theoretischen Annahmen können Antworten auf einige der noch ungeklärten Fragen zur Zusammensetzung und der Entwicklung unseres Universums geben“, so Prof. Dr. Hans-Christian Schultz-Coulon vom Kirchhoff-Institut für Physik. Mit den vom BMBF bewilligten Mitteln werden die Heidelberger Physikerinnen und Physiker ihre erfolgreiche Forschungsarbeit am Large Hadron Collider fortsetzen. „In den kommenden drei Jahren wollen wir nicht nur neue, präzisere Daten aufzeichnen und auswerten, sondern die LHC-Experimente auch fit für die Zukunft machen“, sagt Prof. Dr. Stephanie Hansmann-Menzemer vom Physikalischen Institut.

Parallel dazu wird an der GSI die neue Ionen-Beschleunigeranlage „Facility for Antiproton and Ion Research“ (FAIR) fertiggestellt. Eine der wichtigsten wissenschaftlichen Säulen dieser Anlage wird das CBM-Experiment sein. Damit sollen Formen stark wechselwirkender Materie, wie sie etwa im Zentrum von Neutronensternen existiert, untersucht werden. „Mit der substantiellen Förderung durch das BMBF können wir den Aufbau des Experiments finalisieren und für die erste Datennahme vorbereiten. Mit den CBM-Daten wollen wir herausfinden, wie sich die Materie bei hohen Materiedichten verändert und ob sie sich tatsächlich komplett in ihre elementaren Bausteine auflöst – zu einem sogenannten Quark-Gluon-Plasma, wie es ähnlich auch kurz nach dem Urknall vermutet wird“, erläutert Prof. Dr. Norbert Herrmann vom Physikalischen Institut, bis April 2024 Sprecher des CBM-Experiments.

Die BMBF-Förderung der großen Experimente an CERN und GSI ist in fünf Forschungsschwerpunkten strukturiert; Heidelberger Physikerinnen und Physiker sind an vier von ihnen zentral beteiligt. Neben Prof. Schultz-Coulon, Prof. Hansmann-Menzemer – Sprecherin des LHCb-Forschungsschwerpunktes – und Prof. Herrmann wirken von der Fakultät für Physik und Astronomie daran auch Prof. Dr. Silvia Masciocchi, Prof. Dr. André Schöning, Prof. Dr. Johanna Stachel und Prof. Dr. Ulrich Uwer als leitende Wissenschaftler mit.