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 Planeten außerhalb unseres Sonnensystems: Bayreuther Forscher dringen tief ins Weltall vor
23.02.2017 | Universität Bayreuth

nachricht Kühler Zwerg und die sieben Planeten
23.02.2017 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

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: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie