Den Bausteinen der Materie auf der Spur

Der Großteil dieser Mittel wird zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses eingesetzt. Die ersten beiden Doktoranden haben nun im Rahmen dieser Kooperation ihre Arbeit aufgenommen.

Koordiniert wird diese Kooperation zwischen der Universität Gießen und dem GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung von Prof. Christian Fischer (Institut für Theoretische Physik, Universität Gießen), Prof. Alfred Müller (Institut für Atom- und Molekülphysik, Universität Gießen), Prof. Klaus Peters (GSI) und Prof. Christoph Scheidenberger (II. Physikalisches Institut, Universität Gießen und GSI).

Wie entstand unser Universum? Wie entstanden die Elemente? Wie verhalten sich die kleinsten Bausteine der Materie? Wie entstanden Galaxien und Sterne, und wie verhält sich Materie in der Umgebung supermassiver schwarzer Löcher? In der atomaren und subatomaren Physik sind die Fragen nach den großen und kleinen Eigenschaften unserer Welt auf spannende Weise miteinander verknüpft: Die vergangene und die zukünftige Entwicklung unseres Universums hängen wesentlich von den Eigenschaften seiner kleinsten Bestandteile ab. Das geplante internationale Großforschungsprojekt FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) bei Darmstadt wird diesen Fragen ab 2019 unter weltweiter Beteiligung von Spitzenwissenschaftlern nachgehen. Maßgeblichen Anteil am Aufbau und am wissenschaftlichen Programm von FAIR haben bereits jetzt die Forschungsgruppen der Physik an der Universität Gießen. Dieser Anteil soll in Zukunft noch größer werden.

Der Löwenanteil der rund vier Millionen Euro Fördermittel kommt den Nachwuchswissenschaftlern zugute: In Zukunft werden sich in den Forschungsgruppen der Gießener Physik weitere 18 Doktoranden mit den Problemen des Kleinsten und des Größten im Universum beschäftigen. Neben ihrer Tätigkeit in den Forschergruppen sind die Nachwuchswissenschaftler in die Graduiertenschule ‚HGS-HIRe’ eingebunden. Diese wurde in einem bundesweiten Wettbewerb von der Helmholtz-Gemeinschaft vergeben. HGS-HIRe verbindet die Universitäten Gießen, Darmstadt, Frankfurt, Heidelberg und Mainz, um weltweit ausgewählte Doktoranden gemeinsam auszubilden und an die Wissenschaft und Technik von FAIR heranzuführen. Die hierbei bearbeiteten Forschungsgebiete sind höchst interdisziplinär: Die wissenschaftliche Expertise auf den Gebieten der Beschleunigertechnik, der Materialforschung, der Daten verarbeitenden Informatik, der experimentellen und theoretischen Atom-, Kern- und Teilchenphysik müssen zusammenkommen, um ein Projekt wie FAIR zu schultern.

Kernstück der FAIR-Anlage ist ein über einen Kilometer umfassender Tunnel, in dem etwa Gold- oder Blei-Ionen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. Im Labor werden diese zur Kollision gebracht und erzeugen dabei extrem heiße und dichte Materie, die Rückschlüsse auf den Zustand unseres Universums wenige Bruchteile von Sekunden nach dem Urknall erlaubt. Dazu kommen Experimente zur Entstehung der Masse aller uns umgebenden sichtbaren Materie sowie zur Erforschung der Eigenschaften schwerer Elemente.

Aber auch die angewandte Forschung gehört zum wissenschaftlichen Programm von FAIR: Die Ionen des Beschleunigers werden sowohl zur Entwicklung neuartiger Werkstoffe genutzt wie auch zur Weiterentwicklung bewährter Krebs-Therapien durch Bestrahlung.

Von den Forschungsmitteln des Kooperationsvertrags zwischen der Justus-Liebig-Universität Gießen und dem GSI Helmholtzzentrum profitiert aber nicht nur die Wissenschaft. Durch die Ausbildung im Rahmen der Graduiertenschule erhalten die Gießener Nachwuchswissenschaftler beste Voraussetzungen, um in Zukunft leitende Positionen in der Grundlagen- und der angewandten Forschung auch in der Industrie zu besetzen.

Kontakt:
Prof. Dr. Christian Fischer
Institut für Theoretische Physik
Heinrich-Buff-Ring 16, 35392 Gießen
Telefon: 0641 99-33347
Christian.Fischer@theo.physik.uni-giessen.de