Kristalle machen Antimaterievernichtung sichtbar

Kooperationsvertrag mit russischer Firma unterzeichnet

Schon lange wissen Physiker, dass Atomkerne nicht unteilbar sind: Sie bestehen aus Protonen und diese wiederum aus je drei Quarks. Soweit so gut – aber warum lassen sich Quarks nur in Gruppen beobachten und warum wiegt ein Proton mehr als die drei Quarks zusammen? Wie entstehen Teilchen und damit die gesamte Materie, die wir kennen?

Diese Fragen wollen Physiker am Darmstädter Forschungszentrum FAIR mit Hilfe des Detektors PANDA beantworten, der zurzeit im Bau ist und 2014 in Betrieb gehen soll. Einen entscheidenden Schritt zu seiner Realisierung haben Bochumer Physiker um Prof. Dr. Ulrich Wiedner (Institut für Experimentalphysik I) heute gemacht: Sie gaben bei der russischen Firma BTCP spezielle Blei-Wolfram-Kristalle im Wert von vier Millionen Euro in Auftrag, die, eingebaut in PANDA, unsichtbare Teilchen in messbare Lichtblitze umwandeln und sie damit sichtbar machen. Die Firma hat die Kristalle in Zusammenarbeit mit den Bochumer Forschern und Kollegen aus Gießen perfektioniert und ist weltweit der einzige Anbieter.

Auftrag rettet PANDA

Der Vertrag mit BTCP ist für das PANDA-Projekt essentiell, denn die speziellen Kristalle werden zurzeit ausschließlich von PANDA benötigt. Da die Firma zur Kristallzüchtung jedoch große Mengen hochreinen Platins direkt vom russischen Staat anmieten muss, entstehen so hohe monatliche Investitionskosten, dass ohne einen zeitnahen Auftrag die Kristallproduktion in Kürze eingestellt hätte werden müssen. „Nur einer beispielhaften unbürokratischen Zusammenarbeit von verschiedenen Beteiligten der Ruhr-Universität, dem Bundesministerium für Bildung und Forschung, welches die Mittel für dieses Projekt bereitstellt, und FAIR, der Facility for Antiproton and Ion Research, ist es zu verdanken, dass die Wissenschaft in Deutschland in den nächsten Jahren über ein einzigartiges Forschungsinstrument verfügen kann“, unterstreicht Prof. Wiedner die große Bedeutung der heutigen Vertragsunterzeichnung.

Wie Energie zu Materie wird und umgekehrt

Die Forscher wollen mit Hilfe von PANDA die Fragen nach dem Aufbau der Teilchen beantworten, indem sie die Entstehung von Teilchen und die dabei herrschenden Kräfte genau untersuchen. Seit Einstein ist bekannt, dass Energie und Materie in einander umgewandelt werden können. Ausgedrückt wird dies durch die berühmte Formel E = mc2. „In idealer Weise geschieht das nun im Labor, ganz wie im Science Fiktion Film, indem man Materie und Antimaterie zusammenbringt, wobei beide sich vernichten und in reine Energie umwandeln“, erklärt Prof. Wiedner. „Im zweiten Schritt entstehen jedoch aus der Energie wieder Teilchen, die es genauer zu untersuchen gilt.“ PANDA (antiProton ANnihilation at DArmstadt) dient zur Beobachtung der Materie-Antimaterie-Vernichtung. Die Physiker können aus der Beobachtung der Prozesse Rückschlüsse auf die beteiligten Kräfte ziehen und hoffen so die vielen Fragen zu beantworten.

Komplexer Detektor

PANDA ist Teil des neuen, internationalen Forschungszentrums FAIR, das in der Nähe von Darmstadt errichtet wird. Der Startschuss fiel 2007, und FAIR wird ab 2014 die benötigten Antimateriestrahlen in bisher unbekannter Zahl und Qualität zur Verfügung stellen. PANDA ist derartig komplex, dass es einer weltweiten Zusammenarbeit von 400 Physikern aus 56 Instituten aus 17 Ländern bedarf, um ihn in den nächsten sechs Jahren zu bauen.

Weitere Informationen

Prof. Dr. Ulrich Wiedner, Institut für Experimentalphysik I, Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-23562, E-Mail: wiedner@ep1.rub.de

Media Contact

Dr. Josef König idw

Weitere Informationen:

http://www.ruhr-uni-bochum.de/

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