Herzlich Willkommen im Institut für Kernphysik

Die Forschung am Institut für Kernphysik dreht sich um die Untersuchung der Grundbausteine der Materie, insbesondere um ein Verständnis der sogenannten starken Kraft und ihrer Konsequenzen für die Kern- und Teilchenphysik.

Herzstück der experimentellen Untersuchungen ist das Mainzer Mikrotron MAMI, ein
Elektronen-Beschleuniger für Energien bis zu 1.6 GeV. Weiterhin arbeiten Wissenschaftlerinnen
und Wissenschaftler des Instituts für Kernphysik an der theoretischen Beschreibung und
Interpretation der experimentellen Ergebnisse sowie an auswärtigen Experimenten u.a.
Peking (IHEP), in Darmstadt (GSI) und Genf (CERN).

Aktuelle Meldungen – FB 08 – Kernphysik

27.09.2022

Wir gratulieren Frau Bianca Scavino zur abgeschlossenen Dissertation mit dem Titel

"Development of Λ baryons reconstruction and its application to the search for a stable hexaquark at Belle II"

Diese Arbeit befasst sich mit der Suche nach einem hypothetischen Teilchen, das aus sechs Quarks besteht, im Rahmen des Teilchenphysikexperiments Belle II in Japan. Die mögliche Existenz eines solchen Zustands kann uns helfen, das Verhalten der Materie unter extremen Bedingungen besser zu verstehen.
Die Arbeit lässt sich in zwei Hauptteile gliedern: die Optimierung der Belle-II-Software, die bei der Rekonstruktion von Spuren eingesetzt wird, die weit vom Hauptwechselwirkungspunkt entfernt sind, und die anschließende Sensitivitätsstudie für die Suche nach diesem Sechs-Quark-Zustand, die sich stark auf solche Spuren stützt.

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19.09.22

(c) Landeshauptstadt Mainz

Eine unterhaltsame und lehrreiche Fahrt erlebten die Gäste der Mainzer Science Tram am vergangenen Freitag Nachmittag. Verschiedene Mainzer Wissenschaftler:innen brachten ihnen auf der Rundfahrt durch Mainz ganz unterschiedliche Forschungsgebiete näher. Mit dabei war auch Professor Achim Denig vom Institut für Kernphysik mit seinem Vortrag „Quarks & Co – Die fabelhafte Welt der kleinsten Teilchen“. Mit einem Augenzwinkern wies er das Publikum zu Beginn darauf hin, dass es in dem Vortrag natürlich nicht um (Speise)quark gehen soll, sondern um die Bausteine, aus denen sämtliche Materie, egal ob Menschen, Galaxien oder eben Speisequark, zusammengesetzt ist. In den vergangenen Jahrzehnten ist es in der Kern- und Teilchenphysik gelungen, die Grundbausteine der Materie - die sogenannten Elementarteilchen - zu identifizieren und ihre Wechselwirkung untereinander im Standardmodell der Teilchenphysik zu beschreiben. Zu diesen elementaren Teilchen gehören eben auch die Quarks, die in sechs Sorten existieren und die die Grundlage für die Protonen und Neutronen bilden.

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08.09.22

Das Institut für Kernphysik ist dabei auf der Mainzer Science Week! Bei einer Führung am 17.09.22 haben Sie die Möglichkeit das Mainzer Mikrotron MAMI, einen Elektronenbeschleuniger, auf dem Campus der JGU  zu erleben. Wir zeigen Ihnen welchen Weg die Elektronen durch den Beschleuniger von Ihrer Erzeugung bis zu den verschiedenen Experimenten nehmen, erklären Ihnen das Prinzip eines Rennbahn-Mikrotrons und geben Ihnen einen Einblick in die Experimente, mit denen wir unsere Forschung betreiben.

Begeben Sie sich mit uns 11m tief unter die Erde und erleben Sie beeindruckende Technik und spannende Physik!

Informationen zur Anmeldung und die organisatorischen Details finden Sie auf der Website zur Mainzer Science Week. Die Zahl der Teilnehmer:innen ist beschränkt.

24.08.2022

Forschung an der Grenze des Wissens braucht nicht nur exzellente Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen, sondern auch eine umfangreiche technische Infrastruktur mit sehr gut ausgebildeten Fachkräften. Daher wurden am Institut für Kernphysik schon seit vielen Jahren junge Menschen in technischen und handwerklichen Berufen ausgebildet, wie z.B. zum Fachinformatiker.

In diesem Jahr konnten Jonas Bissantz und Jonas Steiner erfolgreich ihre Ausbildung zum Fachinformatiker mit Fachrichtung Systemintegration am Institut für Kernphysik abschließen. Herr Bissantz hatte sich für seine betriebliche Projektarbeit das Thema "Integration einer IP-KVM Lösung zur Fernwartung von Servern und Arbeitsplatzrechner" ausgesucht, eine preisgünstige "Keyboard-Video-Mouse" Hardware auf Basis von RaspberryPis. Herr Steiner hat sich in seiner Abschlussarbeit mit der "Neurealisierung eines selbst gehosteten Lagerverwaltungssystems (LVS) auf bereits vorhandener Hardware" beschäftigt.

Wir gratulieren zum erfolgreichen Abschluss und wünschen alles Gute für den weiteren beruflichen Weg!

17.08.2022

Vom 25. Juli bis 12. August 2022 fand in Mainz die TALENT School zum Thema „Effective Field Theories in Light Nuclei: From Structure to Reactions“ statt. Diese vom MITP gesponserte Veranstaltung wurde von Prof. Pierre Capel und Prof. Sonia Bacca vom Institut für Kernphysik organisiert. Die Vorträge fanden im Konferenzraum des Helmholtz-Instituts Mainz statt.
32 Studenten aus 10 verschiedenen Ländern (Belgien, Brasilien, Kanada, Frankreich, Deutschland, Iran, Israel, Italien, Spanien und USA) kamen zusammen, um die modernsten Techniken zu lernen, um Wenig-Körper-Systeme in der Kernphysik anzugehen. Die Schüler hatten auch die Gelegenheit, die MAMI-Anlage zu besuchen und den MESA-Baustelle zu sehen. Nachdem sie durch diese Erfahrung gestärkt wurden, kehren sie mit mehr Wissen, mehr beruflichen Verbindungen und neuen Freunden an ihre Heimatinstitutionen zurück.
Wir wünschen ihnen alles Gute und hoffen auf ein baldiges Wiedersehen in Mainz!

20.07.2022

Wir gratulieren Herrn Dr. Matthias Heller zur abgeschlossenen Dissertation mit dem Titel

"Radiative corrections to Compton processes on the proton and to the Drell-Yan process"

In seiner Doktorarbeit hat Matthias Heller Strahlungskorrekturen zu zwei fundamentalen Prozessen berechnet: zum Compton Prozess am Proton, mit dem man Strukturfunktionen und intrinsische Eigenschaften von Protonen messen kann, und zum Drell-Yan Prozess, einer der wichtigsten Prozesse, die im LHC am CERN nachgewiesen werden können.

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20.07.2022

Wir gratulieren Herrn Dr. Daniel Alberto Stanischesk Molnar zur abgeschlossenen Dissertation mit dem Titel:

"The Role of Exotic Mesons and Final State Interactions in e+e− Collisions"

In den letzten Jahren wurden in der Charmonium-Region eine Fülle neuer Resonanzen entdeckt, die sich in einem einfachen Quark-Modellbild nicht als Zustände interpretieren lassen, die aus einem Charm-Quark und einem Anti-Charm-Quark bestehen. Eine Untersuchung der Reaktionsdynamik, durch die solche Zustände erzeugt werden, ist entscheidend, um die intrinsischen Eigenschaften dieser exotischen Resonanzen zu verstehen und ihre Natur zu ergründen. Daniel Molnar nutzte einen State-of-the-Art-Ansatz, um drei Reaktionen zu untersuchen, bei denen geladene exotische Zustände von der BESIII-Kollaboration in Elektron-Positron-Kollisionen beobachtet wurden. Er konnte nicht nur die vorhandenen experimentellen Daten beschreiben, sondern darüber hinaus Vorhersagen treffen, die in zukünftigen Experimenten getestet werden können.

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04.07.2022

Wenn am 5. Juli am CERN erstmals wieder Protonen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit im Large Hadron Collider (LHC) kollidieren, dann ist das auch ein ganz besonderer Tag für Physikerinnen und Physiker Exzellenzcluster PRISMA+ der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU): Sie haben in den letzten drei Jahren wichtige Beiträge zum Ausbau des ATLAS Detektors geleistet, um ihn fit zu machen für die Verarbeitung noch größerer Datenmengen in der dritten Laufzeit des größten Teilchenbeschleunigers der Welt. Mit ihm wollen Physikerinnen und Physiker neue und tiefere Einblicke in die Welt der kleinsten Teilchen gewinnen. ...

21.06.2022

Die Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) hat im diesjährigen U-Multirank in mehreren Bereichen hervorragende Ergebnisse erzielt. Dies gilt sowohl hinsichtlich der Platzierung als Universität insgesamt als auch im Hinblick auf die teilnehmenden Fächer Biologie, Chemie, Informatik, Mathematik und Physik.

In diesem Jahr erzielt die JGU bei zehn Kennzahlen aus den Bereichen Lehre, Forschung, Wissenstransfer und Internationale Ausrichtung Bewertungen in der Spitzengruppe. Darunter fallen zwei Kennzahlen zur Bewertung von wissenschaftlichen Publikationen sowie vier Kennzahlen im Bereich Patente. Auch hinsichtlich der Internationalen Ausrichtung erzielt die JGU im Hinblick auf den Anteil internationaler Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler und hinsichtlich der vorhandenen internationalen Forschungskooperationen Ergebnisse in der Spitzengruppe. ...

20.06.2022

Das europäische Bildungsprogramm Erasmus+ feiert in diesen Tagen sein 35-jähriges Bestehen. Die Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) beteiligt sich von Beginn an, also seit 1987, am wohl bekanntesten Programm der Europäischen Union mit seiner einzigartigen europäischen Erfolgsgeschichte: Erasmus+ hat internationale Aufenthalte von bislang geschätzt mehr als 12 Millionen Menschen gefördert – davon fast eine Million Deutsche im Hochschulbereich. Die JGU gehört zu den Hochschulen, die Erasmus+ besonders engagiert vorantreiben. So profitiert die JGU seit 2019 als eine der ersten Universitäten europaweit von der neuen Erasmus-Förderlinie "European University Alliance", indem sie die Europäische Universität FORTHEM zusammen mit Partnern in mittlerweile acht europäischen Ländern aufbaut. Zudem zählt die JGU zu den bundesweit aktivsten Universitäten im Bereich der Erasmus+ Mobilität, gemessen an der Gesamtzahl der Mobilitäten. Dafür ist sie mehrfach ausgezeichnet worden, unter anderem wiederholt mit dem Erasmus-Qualitätssiegel E-Quality. ...

03.06.2022

Zum Wintersemester 2022/23 bietet die Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) erstmals den neuen Bachelor-Studiengang "Angewandte Physik mit Schwerpunkt Informatik" an. Angesprochen sind zukünftige Studierende, die sich für die grundlegenden Gesetzmäßigkeiten der Natur interessieren, aber das Gelernte auch direkt in technischen Anwendungen umsetzen wollen. "Mehr und mehr werden Experten gebraucht, die komplexe naturwissenschaftliche Zusammenhänge verstehen und zugleich in einem industriellen Umfeld mit anspruchsvollen Aufgaben in der angewandten Forschung umgehen können. Dafür sind Kenntnisse im Bereich der Ingenieurwissenschaften und Software-Entwicklung grundlegend. Der neue Studiengang ermöglicht darauf basierend eine attraktive und zukunftsorientierte Hochschulausbildung", so Prof. Dr. Matthias Schott vom Institut für Physik, der den neuen Studiengang zusammen mit Prof. Dr. Sebastian Böser initiiert hat. ...

Neue Technologie zur Erzeugung hochenergetischer Gammastrahlung

Am 1. Juni 2022 startete das von der EU geförderte Projekt TECHNO-CLS unter Beteiligung der X1-Kollaboration des Instituts für Kernphysik. Elf Partner aus Deutschland, Italien, Großbritannien, Frankreich, Griechenland und Belgien erforschen dort, wie man hochenergetische Gammastrahlung durch Beschuss sogenannter orientierter Kristalle mit ultrarelativistischen geladenen Teilchen erzeugen kann. Angestrebt werden Photonenenergien bis zu GeV, gleichbedeutend mit Wellenlängen der Strahlung bis zu wenigen Femtometern. Mit bereits existierende Strahlungsquellen konnte solche extrem kurzwellige Strahlung bisher nicht erzeugt werden. Aus experimenteller Sicht verspricht sie jedoch den Zugang zu bisher unerreicht kleinen Strukturen und ist damit von besonderer Bedeutung für Forschung und Anwendung im Bereich der Kern- und Festköperphysik wie auch den Lebenswissenschaften.

Das TECHNO-CLS Konsortium vereint theoretische, rechnergestützte, sowie experimentelle und technologische Beiträge. Die zentrale Aufgabe, die dabei am Institut für Kernphysik bearbeitet wird, ist die Bereitstellung eines relativistischen hochqualitativen Positronenstrahls geringer Emittanz. Solche Positronen können über längere Strecken in Kristallen geführt werden, wodurch sich die Intensität der dort erzeugten Strahlung durch kohärente Effekte, ähnlich wie bei einem magnetischen Undulator, deutlich erhöhen lässt. Außerdem soll in einer Fallstudie untersucht werden, ob mit der existierenden Beschleuniger-Anlage MAMI auch Positronen von der Quelle aus beschleunigt werden können. Diese würde die Möglichkeit eröffnen, Positronenstrahlen mit der Intensität und Qualität des bisherigen in MAMI verwendeten Elektronenstrahls zu erzeugen.

13.05.2022

Johanna Felicitas Ehmer received the Outstanding Thesis Award of the Faculty 08 for her Bachelor of Education thesis Collision of Particles - Development of an Online Lecture Unit (Zusammenstoß von Teilchen - Entwicklung einer Online-Vorlesungseinheit). The thesis was supervised by Prof. Dr. Stefan Scherer.

Sprecher von PRISMA+ nehmen am Samstag auf dem Rheinland-Pfalz-Tag auf dem Science Sofa Platz

18.05.2022

Zu seinem 75. Geburtstag feiert Rheinland-Pfalz auf dem Rheinland-Pfalz-Tag vom 20. bis 22. Mai 2022 in Mainz. Mit dabei ist auch das rote Science Sofa der Mainzer Wissenschaftsallianz, auf dem spannende Themen aus der Mainzer Wissenschaftslandschaft diskutiert werden.

Am Samstag 21.Mai nehmen Prof. Dr. Matthias Neubert und Prof. Dr. Hartmut Wittig (PRISMA+) auf dem Science Sofa der Mainzer Wissenschaftsallianz Platz und unterhalten sich zum Thema „Eine kurze Geschichte der Zeit“. Sie schlagen dabei den Bogen vom Urknall über die Entwicklung des Universums bis zu seinen kleinsten Bestandteilen, den Elementarteilchen.

In wieweit das momentan etablierte Modell solcher Elementarteilchen, das sogenannte Standardmodell, gültig ist, wird im Rahmen von PRISMA+ untersucht. Hierzu wird am Institut für Kernphysik der Teilchenbeschleuniger MESA aufgebaut, der die Durchführung von Experimenten mit bisher unerreichter Präzission erlaubt und somit die Grenzen des Standardmodells auf die Probe stellen kann.

Alle Informationen zum Science Sofa auf dem Rheinland-Pfalz-Tag finden Sie hier

Reiner Quanteneffekt als Schlüssel zu besserem Verständnis der subatomaren Welt / Vielfältige Mainzer Expertise in neuem Forschungsprogramm gebündelt

Abb./©: Institut für Kernphysik, JGU Abb./©

01.04.2022

In der klassischen Physik ist die Interferenz, also die Überlagerung von Lichtwellen, ein wohlbekanntes Phänomen. Eine Wechselwirkung der Lichtstrahlen untereinander im Sinne einer Streuung ist jedoch klassisch unmöglich. In der subatomaren Welt hingegen, die durch Quanteneffekte beschrieben wird, wechselwirken die Lichtquanten – auch Photonen genannt – sehr wohl miteinander.

Mehr noch: Photon-Photon-Wechselwirkungen spielen eine zentrale Rolle im Standardmodell der Teilchenphysik. Ein besseres Verständnis dieses reinen Quanteneffekts ist der Schlüssel, um zu wichtigen neuen Erkenntnissen sowohl innerhalb des Standardmodells als auch darüber hinaus zu gelangen. Die Photon-Photon-Wechselwirkung steht daher im Fokus einer neuen Forschungsgruppe an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU), die gerade durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) bewilligt wurde und in den nächsten vier Jahren zunächst mit etwa 3,5 Millionen Euro gefördert wird. Sprecher ist Experimentalphysiker Prof. Dr. Achim Denig, Co-Sprecher der theoretische Physiker Prof. Dr. Marc Vanderhaeghen – beide vom Institut für Kernphysik der JGU. ...

 

Drei Masterarbeiten sind in der Ausschreibung 2021 im "BestMasters"-Programm bei Springer Spektrum erschienen

      

27.01.2022

Mit "BestMasters" zeichnet Springer alljährlich die besten Masterarbeiten aus, die an renommierten Hochschulen in Deutschland, Österreich und der Schweiz entstanden sind. In der letzten Ausschreibung waren gleich drei Arbeiten, die in der Theoriegruppe am Institut für Kernphysik entstanden sind, erfolgreich. Im Einzelnen handelt es sich dabei um die Abschlussarbeiten von

1. Johannes Schaeffer, "SU(n), Darstellungstheorie und deren Anwendung im Quarkmodell. Eine Analyse aus mathematischer und physikalischer Perspektive";
2. Niclas Wego, "Der harmonische Oszillator. Eine Reise von der klassischen Physik in die Quantenwelt";
3. Marvin Horst, "Allgemeine Relativitätstheorie und Sternmodelle. Eine Einführung für Lehramtsstudierende".

Die Abschlussarbeiten im M.Ed.-Studiengang Physik wurden allesamt von Prof. Dr. Stefan Scherer betreut. Eine Besonderheit stellt die Arbeit von Johannes Schaeffer dar, die in Kooperation mit Frau PD Dr. Margarita Kraus aus dem Institut für Mathematik betreut wurde und gleichzeitig für den B.Sc. Mathematik anerkannt wurde. Bereits im Februar 2021 wurde Marvin Horst für seine Arbeit der Preis für herausragende Abschlussarbeiten verliehen. "Ich freue mich außerordentlich über diese großartige Auszeichnung für unsere Absolventen", sagt Frau Univ.-Prof. Dr. Concettina Sfienti, Direktorin des Instituts für Kernphysik. "Die Prämierung stellt die Qualität der Lehramtsausbildung in der Physik nachdrücklich unter Beweis. In Zeiten, in denen der Klimawandel geleugnet wird, Verschwörungstheorien als 'alternative Fakten' bezeichnet werden, 'Fake News' an die Stelle objektiver Beweise treten, ist die Vermittlung von gründlichen, fachwissenschaftlichen Kenntnissen unerlässlich."

Internationale Physikschule über Myon-Dipole-Momente und hadronische Effekte

17.09.2021

Das Konzept dieser Schule war es, junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zusammenzuführen, die an den weltweiten Bemühungen beteiligt sind, den signifikanten Überschuss des gemessenen Wertes des anomalen magnetischen Moments des Myons gegenüber der Vorhersage des Standardmodells zu untersuchen. Im Frühjahr dieses Jahres hat das Myon g-2-Experiment am Fermilab sein lang erwartetes Ergebnis veröffentlicht, das eine Verstärkung der Diskrepanz zum Standardmodell zeigt (insgesamt 4,2 Standardabweichungen). Dieses faszinierende Ergebnis hat sowohl die Möglichkeit für Neue Physik als auch das rege Interesse an dieser Schule gestärkt. ...

Aktuelle Information zum Umgang mit der Corona-Pandemie

04.02.2022

Johannes Gutenberg-Universität Mainz wird Knotenpunkt im Rahmen der Initiative "Netzwerk Teilchenwelt"

Foto: Netzwerk Teilchenwelt Jugendliche am ATLAS Detektor am CERN

09.10.2019

"Netzwerk Teilchenwelt" erhält ab sofort personelle und inhaltliche Verstärkung: Der Zusammenschluss von 30 Forschungsinstituten, die deutschlandweit die Forschung zur Physik der kleinsten Teilchen in die Schulen bringen, kann sich künftig auf sogenannte Knotenpunkte an den Universitäten Bonn, Mainz und Münster stützen. An diesen Schnittstellen sollen neue Angebote für Jugendliche aus dem Forschungsgebiet der Hadronen- und Kernphysik entwickelt und regionale Angebote koordiniert werden.

Vorreiterrolle in der Teilchen- und Hadronenphysik / 52 Millionen Euro für Mainzer Physikerinnen und Physiker aus dem Exzellenzstrategie-Wettbewerb

09.05.2019
An der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) ist am Donnerstag der Exzellenzcluster PRISMA+ feierlich eröffnet worden. Der Forschungsverbund in der Teilchen- und Hadronenphysik war im September 2018 im Exzellenzstrategie-Förderprogramm als einer von bundesweit 57 Clustern von einer internationalen Expertenkommission sowie den Wissenschaftsministerinnen und -ministern von Bund und Ländern bewilligt worden.