Forum

Die großen Fragen im Fokus

Ziele und Aktivitäten des Exzellenzclusters „Precision Physics, Fundamental Interactions and Structure of Matter“ in Mainz

  • Stefan Jorda
  • 06 / 2013 Seite: 24

Allen Anlass zur Freude hatten die Physikerinnen und Physiker der Universität Mainz im Juni 2012: In der zweiten Runde der Exzellenzinitiative hatten sie sich mit ihrem Antrag für den Exzellenzcluster „Precision Physics, Fundamental Interactions and Structure of Matter“ (PRISMA) durchgesetzt. Im Grunde geht es dabei um die ganz großen Fragen nach der Natur der Dunklen Materie oder der Physik jenseits des Standardmodells, die Heerscharen von Physikern weltweit mit dem Large Hadron Collider oder anderen Großexperimenten beantworten möchten. Welche Beiträge können dazu 250 Wissenschaftler im Rahmen eines auf fünf Jahren genehmigten und mit 30 Millionen Euro finanzierten Exzellenzclusters leisten? „Wir fokussieren uns auf einige wenige Fragen, die wir mit sehr komplementären Methoden beantworten möchten“, erläutert Hartmut Wittig, Professor für ­theo­retische Physik und einer der beiden Cluster-Koordinatoren.

vier Strukturmaßnahmen. Eine davon, ein neuer Beschleuniger, wird mit 10 Millionen Euro allein ein Drittel der gesamten Mittel kos­ten. Der „Mainz Energy-Recover­ing ­Superconducting Accelerator“ MESA soll am Institut für Kernphysik entstehen, das bereits seit vielen Jahren Beschleuniger betreibt. Beim Bau der supraleitenden Beschleunigerkavitäten profitiert das Institut von der aufwändigen Fertigungsinfrastruktur, die am Helmholtz-Institut Mainz, dem wichtigsten außer­universitären Partner von PRISMA, zur Verfügung stehen wird. MESA ist ein Elektronenbeschleuniger mit einer Schwerpunktsenergie zwischen 150 und 200 MeV. „Das liegt Größenordnungen unterhalb der ­Energie des LHC“, sagt Wittig, „aber seine extrem hohe Strahl­intensität wird zwei neue Schlüsselexperimente ermöglichen“. Diese sind die Suche nach „dunklen Photonen“ sowie die hochpräzise Messung des „elektroschwachen Mischungs­winkels“ bei niedrigen Energien.

Dunkle Photonen sind hypothetische schwere Verwandte der „normalen“ Photonen, denen sie in vielen Eigenschaften ähneln und mit denen sie mischen. Sie tauchen in den verschiedensten Erweiterungen des Standardmodells als Vermittler einer neuen fundamentalen Kraft auf und koppeln an Dunkle Materie. Theoretiker haben in den vergangenen Jahren ein ganzes Spektrum von Modellen entworfen, die mithilfe dieser neuen Teilchen sowohl einige Anomalien in der Astrophysik als auch das unverstandene magnetische Moment des Myons erklären können. Dunkle Photonen könnten entstehen, wenn der intensive Elektronenstrahl von ­MESA auf ein Target prallt; zerfallen würden sie in ein Paar aus Elektron und Positron, das aus einem riesigen Hintergrundsignal heraus zu filtern ist. „Die Existenz eines dunklen Photons ist zugegebenermassen spekulativ, seine Entdeckung wäre jedoch eine wissenschaftliche Sensation“, meint Matthias Neubert, ebenfalls theoretischer Physiker und PRISMA-Koordinator. ...

Share |
thumbnail image: Die großen Fragen im Fokus

Aktuelles Heft

Inhaltsverzeichnis
11 / 2018

thumbnail image: PJ 11 2018

Smarte Experimente

Vielteilchenlokalisierung

Frustriert in Bewegung

Arnold Sommerfeld

Zugang Physik Journal

Nur DPG-Mitglieder haben vollen Zugriff auf alle Hefte und Online-Inhalte des Physik Journal und müssen sich dafür mit ihrer Mitgliedsnummer registrieren » 

Erst wenn die Artikel des Physik Journal älter als drei Jahre sind, stehen sie kostenlos und frei zugänglich zur Verfügung

Als DPG-Mitglied erhalten Sie den Physik Journal Newsletter, wenn Sie sich dafür bei der DPG registrieren »

Mediadaten

Die Mediadaten für Werbe­mög­lich­kei­ten im Phy­sik Jour­nal finden Sie als PDFs hier:
2018 deutsch / englisch

Webinar

Vom Raytracing-Modell zum digitalen Prototypen

  • 22. November 2018

Raytracing ist die Stan­dard­methode zur Ent­wick­lung von opti­schen Sys­te­men und wird ein­ge­setzt, um diese Sys­teme vir­tuell auszu­legen und Vor­her­sagen über ihre opti­schen Ei­gen­schaf­ten zu ma­chen. Ein­satz­be­rei­che sol­cher digi­ta­ler Pro­to­ty­pen sind bei­spiels­weise die Ent­wick­lung von Laser- oder Ab­bil­dungs­sys­te­men.

Alle Webinare »

Site Login

Bitte einloggen

Andere Optionen Login

Website Footer