Die Dynamik der Teilchen verstehen: RUB-Forscher erhält ERC-Starting-Grant

Zwischen den kleinsten Bausteinen der Materie herrscht eine ungeheure Dynamik – doch was sich dabei genau abspielt, ist noch weitgehend unverstanden. Einen neuen Ansatz, die starke Wechselwirkung zwischen den Teilchen theoretisch zu untersuchen und zu beschreiben, verfolgt der Bochumer Physiker Prof. Dr. Evgeny Epelbaum (Institut für Theoretische Physik II). Mit seinem Forscherteam kombiniert er moderne analytische Methoden – so genannte effektive Feldtheorien und numerische Simulationen – mit Hilfe von Hochleistungsrechnern. Für das Forschungsprojekt „Nuclear Physics from Quantum Chromodynamics“ erhält er in den nächsten fünf Jahren einen mit 1,16 Millionen Euro dotierten „Starting Grant“ des Europäischen Forschungsrats (European Research Council – ERC).

Kräfte präziser beschreiben

Mehr als 99,9 Prozent der Masse der sichtbaren Materie stammt von den Protonen und Neutronen (allgemein Nukleonen), den Bestandteilen des Atomkerns, die wiederum aus den noch kleineren Quarks und Gluonen bestehen. Die starke Wechselwirkung zwischen diesen fundamentalen Bausteinen der Materie wird durch die Quantenchromodynamik (QCD) beschrieben. Die innere Struktur und Dynamik von Nukleonen und die Rolle der Quarks und Gluonen für den Aufbau der Atomkerne lassen sich jedoch nicht mit den üblichen störungstheoretischen Ansätzen aufklären. An dieser Stelle setzt Prof. Epelbaum an: Seine Arbeitsgruppe spezialisiert sich auf die Anwendung einer Methode, um die Eigenschaften von Wenig/Viel-Nukleon-Systemen zu bestimmen. Das Besondere daran ist die Verwendung einer neuartigen Formulierung der effektiven Feldtheorie, die es ermöglicht, die Kräfte präziser zu beschreiben.

„Seltsame Kerne“ und numerische Methoden

Darüber hinaus untersuchen die Forscher die so genannten „seltsamen“ Kerne (Hyperkerne). Das sind Kerne, in denen ein oder mehrere Nukleonen durch Hyperonen ersetzt sind. Die Erforschung der Eigenschaften von diesen Kernen liefert neue Einsichten in die starke Wechselwirkung und spielt eine wichtige Rolle in der Teilchen- und Astrophysik. So sind zum Beispiel auch entsprechende Experimente am zukünftigen „Superbeschleuniger“ FAIR in Darmstadt geplant. Abgerundet wird das Forschungsprojekt durch die Entwicklung und Anwendung von neuen numerischen Methoden, um die Eigenschaften von Systemen mit stark wechselwirkenden Teilchen zu berechnen.

Starting Grant: Von Jülich nach Bochum

Mit dem „Starting Grant“ unterstützt der ERC exzellente Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beim Auf- bzw. Ausbau eines eigenständigen Forscherteams für ein innovatives Forschungsprojekt. Evgeny Epelbaum wurde 1974 in St. Petersburg geboren. Er studierte Physik in St. Petersburg und an der Ruhr-Universität Bochum und wurde im Jahr 2000 in Theoretischer Physik an der RUB und am Forschungszentrum Jülich (FZJ) promoviert. Bereits im vergangenen Jahr hat sich Prof. Epelbaum um die Förderung des ERC beworben, als er noch als W2-Professor am Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik der Universität Bonn war sowie Leiter einer Helmholtz-Hochschul-Nachwuchsgruppe am FZJ/Universität Bonn (noch bis 2011). Seit 2010 ist er Professor für Hadronen- und Teilchenphysik in der Fakultät für Physik und Astronomie an der RUB. Der Institutionswechsel des eingeworbenen Grants vom FZJ an die Fakultät für Physik und Astronomie an der RUB wurde inzwischen vom ERC genehmigt.

Weitere Informationen

Prof. Dr. Evgeny Epelbaum, Fakultät für Physik und Astronomie der RUB, Tel. 0234/32-28707, E-Mail: Evgeny.Epelbaum@ruhr-uni-bochum.de

Redaktion: Jens Wylkop

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Dr. Josef König idw

Weitere Informationen:

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

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