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Neues CERN-Experiment soll nach unentdeckten Elementarteilchen suchen
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung der Humboldt-Universität zu Berlin
astronews.com
23. April 2024
Mithilfe des Experiments SHiP will man ab dem kommenden
Jahrzehnt am Genfer CERN nach bislang unentdeckten Teilchen suchen. Der Fund
dieser Elementarteilchen könnte wichtige Hinweise für unser Verständnis des
Universums liefern. Forschende von sechs deutschen Wissenschaftseinrichtungen
tragen mit Detektorentwicklungen maßgeblich zu dem neuen Experiment bei.
Physikerinnen und Physiker der
Humboldt-Universität zu Berlin, der Albert-Ludwigs-Universität
Freiburg und der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, die an
der SHiP-Kollaboration beteiligt sind, testen derzeit einen
Prototyp des Surrounding Background Taggers für das SHiP-Experiment
am CERN. Der finale Detektor für das Experiment wird mehr als
200 Mal so groß sein.
Foto: Annika Hollnagel [Großansicht] |
Die Europäische Organisation für Kernforschung CERN in Genf hat bekannt
gegeben, auf der Suche nach bislang unbekannten Elementarteilchen ein neues
Experiment namens SHiP (Search for Hidden Particles) durchführen zu wollen. Die
Generaldirektorin des CERN, Fabiola Gianotti, betonte bei der Verkündung der
neuen Pläne die Bedeutung dieses Vorhabens für das Verständnis des Universums.
"Die Welt der Elementarteilchen und das Verständnis des Kosmos stehen in einem
untrennbaren Zusammenhang", unterstreicht Prof. Heiko Lacker von der Humboldt-
Universität zu Berlin, der Gründungsmitglied des SHiP-Experiments und zugleich
langjähriger Sprecher der sechs Forschungsgruppen in Deutschland ist, die zur
SHiP-Kollaboration gehören.
Mit dem SHiP-Experiment streben die Forscherinnen und Forscher Antworten auf
grundlegende Fragen sowohl im Mikro- als auch im Makrokosmos an. "Unser
Verständnis der Welt in ihren kleinsten Bestandteilen ist noch immer
lückenhaft", erklärt Prof. Caren Hagner von der Universität Hamburg. "Viele
Modelle zur vollständigen Beschreibung des Universums sagen die Existenz neuer
Teilchen voraus, die bislang unserer Entdeckung entgangen sind. Es ist an der
Zeit, sie zu finden."
Ein herausragendes Merkmal des SHiP-Experiments liegt darin, dass der gesamte
Teilchenstrahl, der zuvor durch einen Teilchenbeschleuniger auf nahezu
Lichtgeschwindigkeit gebracht wurde, auf ein massives Zielobjekt gerichtet wird.
Dadurch wird eine signifikante Anzahl neuer Teilchen erzeugt. Dieser alternative
Ansatz ermöglicht eine höhere Anzahl von Teilchenreaktionen, was wiederum sehr
seltene Prozesse zugänglich macht. Universitäten in Deutschland wie die
Humboldt-Universität zu Berlin, die Universitäten Freiburg, Hamburg, Mainz und
Siegen sowie das Forschungszentrum Jülich haben bedeutende Vorarbeiten für das
Experiment geleistet.
Ein Schlüsselelement ist der Surrounding Background Tagger, ein
riesiger Teilchendetektor, der dazu dient, unerwünschte Untergrundereignisse im
SHiP-Experiment zu identifizieren. Dieser Detektor, der die Außenfläche von SHiP
abdeckt, wurde von deutschen Forschungsgruppen vorgeschlagen und entwickelt.
"Unser Ziel ist es, mit dem SHiP-Experiment das weltweit empfindlichste
Instrument seiner Art zu schaffen", erklärt Prof. Michael Wurm von der
Universität Mainz. "Durch innovative Technologien und sorgfältige Planung sind
wir zuversichtlich, dass SHiP ein enormes Entdeckungspotential birgt."
Der ambitionierte Zeitplan sieht vor, dass das Experiment bis 2027 im Detail
geplant wird, gefolgt von der Konstruktion und dem Aufbau. Im Jahr 2031 sollen
dann erste Daten bei dem Experiment aufgezeichnet werden. "Die deutschen
Forscherinnen und Forscher sind stolz darauf, Teil dieses wegweisenden
Experiments zu sein", hebt Prof. Marc Schumann von der Universität Freiburg
hervor. "Die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Universitäten und nationalen
und internationalen Forschungseinrichtungen zeigt das enorme Potenzial, das in
der deutschen Wissenschaft steckt." Aufgrund ihrer umfangreichen Vorarbeiten
befinden sich die deutschen Forscherinnen und Forscher in einer idealen
Ausgangsposition, um eine tragende Rolle bei der Realisierung dieses
zukunftsweisenden Projekts zu übernehmen.
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