Teilchen-Networker – Frankfurter Schwerionenforscher bei ersten BMBF-Forschungsschwerpunkten erfolgreich

In den BMBF-Forschungsschwerpunkten arbeiten Hochschulen, Max-Planck-Institute und Helmholtz-Zentren zusammen. Ihr Ziel ist es, die besten Forscher in überregionalen Wissenschaftsnetzwerken zusammen zu schließen, um die optimale Nutzung von Großgeräten der naturwissenschaftlichen Grundlagenforschung zu ermöglichen.

Aus der ersten Wettbewerbsrunde sind drei Netzwerke als Sieger hervorgegangen. Dabei handelt es sich jeweils um deutsche Hochschulgruppen, die sich in Kooperation mit außeruniversitären Zentren zur Beteiligung an den drei Experimenten ALICE, ATLAS und CMS zusammengeschlossen haben. Diese Experimente sind im Aufbau am weltgrößten Teilchenbeschleuniger, dem Large Hadron Collider (LHC). Sein Standort ist CERN in Genf, das international bedeutendste Zentrum der Teilchenphysik.

Das wissenschaftliche Potential von ALICE, ATLAS und CMS, den größten Experimenten, die je von der Menschheit aufgebaut wurden, ist enorm. Es reicht von der Entdeckung neuer Grundbausteine der Natur bis zur Erforschung des Materiezustandes am Anfang der kosmischen Entwicklung nach dem Urknall. Appelshäuser und sein Team sind am Experiment ALICE (A Large Ion Collider Experiment) beteiligt und bilden nun gemeinsam mit Forschern der Universitäten Darmstadt, Heidelberg und Münster sowie dem Helmholtz-Zentrum GSI (Gesellschaft für Schwerionenforschung) in Darmstadt den neuen BMBF-FSP 201.

Worum geht es bei ALICE? Jeder weiß, dass Eis zu schmelzen beginnt, wenn die Temperatur null Grad Celsius überschreitet, und bei hundert Grad beginnt das Wasser zu verdampfen. Was aber passiert, wenn die Temperatur noch weiter erhöht wird, zum Beispiel auf eine Billion Grad Celsius? Bei diesen hohen Temperaturen haben Atome und sogar Atomkerne längst aufgehört zu existieren. Heute glaubt man, dass Materie dann in Form eines Plasmas aus Quarks und Gluonen vorliegt, den kleinsten heute bekannten Materiebausteinen. In der Frühphase des Universums, etwa eine Mikrosekunde nach dem Urknall, hat es einmal so hohe Temperaturen gegeben. Daher geht man davon aus, dass unsere gesamte Welt in ihrer frühsten Jugend die Phase eines Quark-Gluon-Plasmas durchlaufen hat. Um also mehr über die Prozesse zu lernen, die die Entstehung unseres Universums bestimmt haben, möchte man die Eigenschaften des Quark-Gluon-Plasmas erforschen. Die Kraft zwischen Quarks und Gluonen wird durch die so genannte starke Wechselwirkung vermittelt, die bei weitem stärkste der vier bekannten Naturkräfte. Aufgrund der komplizierten Dynamik zwischen Quarks und Gluonen erweisen sich quantitative Berechnungen der starken Wechselwirkung jedoch gerade in jenem Energiebereich, der für die Erzeugung eines Quark-Gluon-Plasmas relevant ist, als außerordentlich schwierig. Die geplanten Experimente sollen somit also zum tieferen Verständnis der fundamentalen Naturkräfte beitragen.

Bis 2009 werden die BMBF-Forschungsschwerpunkte mit mehr als 32 Millionen Euro gefördert. Dabei entfallen auf das ALICE-Experiment etwa 7,5 Millionen, von denen rund 1,5 Millionen nach Frankfurt gehen.

Informationen:
Prof. Harald Appelshäuser,
Institut für Kernphysik, Campus Riedberg, Max-von-Laue-Str. 1, 60438 Frankfurt.
Tel.: (069) 798-47034, Fax: (069) 798-47046, E-Mail: appels@ikf.uni-frankfurt.de