Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kosmische Ursuppe: WWU-Physiker untersuchen Materie nach dem Urknall

13.02.2008
Es wird gewaltig knallen, wenn Wissenschaftler beim Experiment "ALICE", das in wenigen Monaten im Kernforschungszentrum Cern bei Genf starten soll, Bleiatomkerne nahezu mit Lichtgeschwindigkeit aufeinander schießen. An dem Experiment, mit dem der Zustand der Materie unmittelbar nach dem Urknall untersucht werden soll, ist die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Johannes Wessels vom Institut für Kernphysik der WWU Münster beteiligt.

ALICE ("A Large Ion Collider Experiment") wird am stärksten Schwerionenbeschleuniger der Welt aufgebaut: am "Large Hadron Collider" (LHC), der im Sommer 2008 in Betrieb genommen werden soll. In einem unterirdischen, 27 Kilometer langen ringförmigen Tunnel werden Atomkerne aufeinander geschossen; die Teilchen bewegen sich dabei entgegengesetzt in zwei luftleeren Röhren. Diese sind von mehr als 1200 jeweils 15 Meter langen Elektromagneten umgeben, die durch flüssiges Helium im größten Kühlsystem der Welt auf minus 271 Grad Celsius gekühlt werden. Hier wird ein extrem starkes Magnetfeld erzeugt, das die Teilchen punktgenau auf Kollisionskurs lenkt.

Auf dem Kreiskurs stehen insgesamt vier gigantische Detektoren an den Kollisionspunkten, die für verschiedene Experimente genutzt werden. Einer davon ist der 16 Meter hohe und 26 Meter lange Detektor ALICE. An dem gleichnamigen Experiment sind rund 1000 Wissenschaftler aus 80 Instituten in 30 Ländern beteiligt. Sie wollen durch den Zusammenprall von Bleiatomkernen den Zustand der Materie wieder herstellen, wie er etwa eine millionstel Sekunde nach der Entstehung des Universums existiert hat. "Während der Ausdehnung und Abkühlung des Universums bildeten sich Protonen und Neutronen, die Bausteine unserer Materie, aus Quarks und Gluonen", erklärt Prof. Wessels. Die Forscher stellen das Urplasma wieder her, um seine Eigenschaften zu untersuchen.

"Wenn Bleiatomkerne mit 99,99 Prozent der Lichtgeschwindigkeit aufeinander prallen, werden die Protonen und Neutronen so stark verdichtet, dass sich ihre Quarks und Gluonen wie in der kosmischen Ursuppe wieder frei bewegen können", beschreibt Prof. Wessels. Die Energie, die dabei in der Kollisionszone frei wird, ist so groß, dass dabei sogar neue Teilchen entstehen. Mit speziellen Detektoren werden Eigenschaften dieser Teilchen wie Ladung, Masse und Impuls gemessen. Aus diesen Daten können die Forscher die Art der Teilchen bestimmen und ihren Zustand im Augenblick nach der Kollision rekonstruieren.

... mehr zu:
»Neutron »Teilchen

Die münsterschen Forscher sind am Bau des so genannten Übergangsstrahlungsdetektors für ALICE beteiligt, der den Nachweis von Elektronen und Positronen ermöglicht. "Diese Teilchen sind die einzigen, die von den starken Wechselwirkungen und Veränderungen nach dem Zusammenprall unbeeinflusst bleiben. Sie bilden daher ein Fenster zu dem Augenblick unmittelbar nach der Kollision", erklärt Prof. Wessels. "Sie sind ideale Sonden, um die heißeste und dichteste Phase einer Schwerionen-Kollision zu beobachten."

Der Übergangsstrahlungsdetektor besteht aus einer gigantischen Tonne von sieben Metern Durchmesser, die nach dem Zwiebelschalenprinzip mit 540 plattenförmigen Detektormodulen ausgekleidet ist. Insgesamt decken die Module eine Fläche von rund 740 Quadratmetern ab. Die Elemente des Elektronendetektors, die zum Teil auch im Institut für Kernphysik produziert werden, werden von den münsterschen Technikern und Wissenschaftlern gemeinsam mit Studierenden zusammengesetzt. Insbesondere wird hier jeder einzelne der insgesamt 1,2 Millionen Auslesekanäle getestet, bevor die Detektoren auf die Reise nach Genf gehen.

Wenn der Schwerionenbeschleuniger LHC in Betrieb genommen wird, fallen allein beim ALICE-Experiment jährlich zwei Millionen Gigabyte an Daten an. "Würde man die auf CD speichern und die CDs stapeln, entstünde ein fünf Kilometer hoher Turm", veranschaulicht Prof. Wessels die enorme Dimension. Die Daten werden durch ein besonderes "Grid-System" in einem internationalen Netzwerk von Rechenzentren gespeichert und an die an dem Experiment beteiligten Arbeitsgruppen verteilt. Auch für die münsterschen Physiker heißt es dann: Daten auswerten - vermutlich weit über die geplante zehnjährige Laufzeit des ALICE-Detektors hinaus.

Dr. Christina Heimken | idw
Weitere Informationen:
http://aliceinfo.cern.ch/
http://qgp.uni-muenster.de/AGWessels/

Weitere Berichte zu: Neutron Teilchen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Die Sonne: Motor des Erdklimas
23.08.2017 | Generalverwaltung der Max-Planck-Gesellschaft, München

nachricht Entfesselte Magnetkraft
23.08.2017 | Generalverwaltung der Max-Planck-Gesellschaft, München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Platz 2 für Helikopter-Designstudie aus Stade - Carbontechnologie-Studenten der PFH erfolgreich

Bereits lange vor dem Studienabschluss haben vier Studenten des PFH Hansecampus Stade ihr ingenieurwissenschaftliches Können eindrucksvoll unter Beweis gestellt: Malte Blask, Hagen Hagens, Nick Neubert und Rouven Weg haben bei einem internationalen Wettbewerb der American Helicopter Society (AHS International) den zweiten Platz belegt. Ihre Aufgabe war es, eine Designstudie für ein helikopterähnliches Fluggerät zu entwickeln, das 24 Stunden an einem Punkt in der Luft fliegen kann.

Die vier Kommilitonen sind im Studiengang Verbundwerkstoffe/Composites am Hansecampus Stade der PFH Private Hochschule Göttingen eingeschrieben. Seit elf...

Im Focus: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Die Zukunft des Leichtbaus: Mehr als nur Material einsparen

23.08.2017 | Veranstaltungen

Logistikmanagement-Konferenz 2017

23.08.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2017

23.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Spot auf die Maschinerie des Lebens

23.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Die Sonne: Motor des Erdklimas

23.08.2017 | Physik Astronomie

Entfesselte Magnetkraft

23.08.2017 | Physik Astronomie