Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Teilchendetektoren spüren Urzeitliche Materie in Internationalem Collider-Projekt auf

25.06.2000


Die ersten Teilchenkollisionen zur wissenschaftlichen Beobachtung von Materie, wie sie unmittelbar nach dem Urknall bestand, wurde heuten mit Hilfe einzigartiger, am israelischen Weizmann Institut gebauter Teilchendetektoren vorgenommen.

Die Kollisionen gaben den Startschuss fuer eines der groessten Experimente dieser Art am Brookhaven National Laboratory auf Long Island. Ziel des Experiments ist, die erste Stufe bei der Entstehung von Materie im Universum zu simulieren. An dem Experiment namens PHENIX nehmen 450 Wissenschaftler aus 11 Laendern teil, darunter ein israelisches Team unter der Leitung von Prof. Itzhak Tserruya von der Abteilung Teilchenphysik des Weizmann Instituts.

In der ersten Millionstel-Sekunde nach dem Urknall existierten noch keine Atome unterschiedlicher Elemente, wie wir sie heute kennen. Die Protonen und Neutronen waren ebenfalls noch nicht ’geboren’. Die brennend heisse Materie, die in den ersten Sekundenbruchteilen der Existenz des Universums in alle Richtungen schoss, bestand aus einer Mischung freier Quarks und Gluonen, die man Quark-Gluon-Plasma nennt.

Spaeter, als das Universum abkuehlte und weniger dicht wurde, ’organisierten’ sich die Quarks und Gluonen in verschiedenen Kombinationen, aus denen komplexere Teilchen wie Protonen und Neutronen hervorgingen. Seither sind Quarks und Gluonen als freie Partikel im Weltall nicht mehr anzutreffen.

Wissenschaftler, die die einzigartigen physikalischen Eigenschaften des Quark-Gluon-Plasma erforschen, versuchen seit laengerem, diese vorzeitliche Materie in Teilchenbeschleunigern ’nachzubauen’. In einem Experiment mit Namen CERES am Europaeischen Laboratorium fuer Teilchenphysik (CERN) bei Genf kam ein internationales Team unter Beteiligung von Wissenschaftlern des Weizmann Instituts diesem Ziel bereits sehr nahe. Doch um sicher zu gehen, dass das Ziel wirklich erreicht wurde, und um Quark-Gluon-Plasma von so hoher Bestaendigkeit zu erhalten, dass seine Eigenschaften untersucht werden koennen, wurde in Brookhaven eigens der Relativistic Heavy Ion Collider - RHIC - gebaut, ein Ionenbeschleuniger mit einem Umfang von 3,8 Kilometern.

Im RHIC entstehen zwei Strahlen aus Gold-Ionen, die auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und dann zur Kollision gebracht werden. Die Energie der Kollision, etwa 40 Billionen (1012) Elektronenvolt, verwandelt einen Teil der Bewegungsenergie des Strahls in Waerme, waehrend ein anderer Teil der Energie zu verschiedenen Teilchen wird - ein Vorgang, der in der beruehmten Gleichung Einsteins E=mc2 beschrieben wird. Man geht davon aus, dass die erste Stufe der Entstehung neuer Materie genau wie beim Urknall aus einer Phase von Quark-Gluon-Plasma besteht.

Die 20 Detektoren, die Prof. Tserruya vom Weizmann Institut konstruiert und gebaut hat, sind ein wesentlicher Bestandteil des PHENIX-Messaufbaus, der zum Ziel hat, das Quark-Gluon-Plasma endgueltig zu identifizieren. Die Detektoren geben dreidimensionale Information ueber die genaue Lage von Teilchen, die aus dem Kollisionsgebiet herausgeschleudert werden. Die Angaben ueber die Bewegungsrichtung der Teilchen, ihre Energie und Identitaet, ermoeglichen den Wissenschaftlern, den Zustand der Materie im Kollisionsgebiet zu untersuchen. Das PHENIX-Experiment soll ueber einen Zeitraum von mehreren Jahren laufen.

Zu den Besonderheiten der Detektoren des Weizmann Instituts gehoert, dass sie trotz ihres relativ geringen Gewichts sehr leistungsstark sind - eine seltene Kombination von Eigenschaften. Sie enthalten ausserdem mehrere einzigartige Elemente, wie zum Beispiel extrem komplexe gedruckte Schaltungen. Die Wissenschaftler des Weizmann Instituts fanden nur eine einzige Firma weltweit - in Italien - die die Schaltungen nach ihren Angaben herstellen konnte.

Zu dem Team, das die Detektoren konstruiert hat, gehoerten neben Prof. Tserruya noch Prof. Zeev Fraenkel, Dr. Ilia Ravinovich, Postdoctoral Fellow Dr. Wei Xie und die Graduierten Alexander Gnaeski, Alexander Milov und Alexander Cherlin, alle von der Abteilung Teilchenphysik des Weizmann Instituts.

Professor Tserruya ist Inhaber des Samuel-Sebba-Lehrstuhls fuer Reine und Angewandte Physik. Prof. Tserruyas Forschungsarbeit wird unterstuetzt vom Nella-und-Leon-Benoziyo-Zentrum fuer Hochenergiephysik in der Schweiz.

Debbie Weiss |

Weitere Berichte zu: Detektor Materie Quark-Gluon-Plasma Tserruya

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Individualisierte Faserkomponenten für den Weltmarkt
22.06.2017 | Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)

nachricht Innovative High Power LED Light Engine für den UV Bereich
22.06.2017 | Omicron - Laserage Laserprodukte GmbH

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: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Im Focus: Forscher entschlüsseln erstmals intaktes Virus atomgenau mit Röntgenlaser

Bahnbrechende Untersuchungsmethode beschleunigt Proteinanalyse um ein Vielfaches

Ein internationales Forscherteam hat erstmals mit einem Röntgenlaser die atomgenaue Struktur eines intakten Viruspartikels entschlüsselt. Die verwendete...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

Forschung zu Stressbewältigung wird diskutiert

21.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Individualisierte Faserkomponenten für den Weltmarkt

22.06.2017 | Physik Astronomie

Evolutionsbiologie: Wie die Zellen zu ihren Kraftwerken kamen

22.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Spinflüssigkeiten – zurück zu den Anfängen

22.06.2017 | Physik Astronomie