Aktuelles

Aktuelle Meldungen – FB 08 – Kernphysik

17.05.23
Wir gratulieren Herrn Dr. Mirco Christmann zur abgeschlossenen Dissertation mit dem Titel

"Design Studies for the Beam Dump Experiment DarkMESA"

In seiner Doktorarbeit hat Mirco Christmann aus der Arbeitsgruppe von Prof. Achim Denig eine vollumfängliche Designstudie für eines der drei im Bau befindlichen Experimente für MESA - dem DarkMESA-Experiment - durchgeführt. Dabei wird der Strahlfänger von P2 als Target für die mögliche Produktion von leichten Dunkle-Materie-Teilchen verwendet. Im DarkMESA-Detektor, der sich gut abgeschirmt mehr als 20 Meter hinter dem Strahlfänger befindet, besteht die Möglichkeit, die Dunkle-Materie-Teilchen durch Wechselwirkung mit den Elektronen im Detektormaterial nachzuweisen.

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Wir gratulieren Herrn Dr. Robert Heine, der mit seiner Antrittsvorlesung zum Thema

Der Milliampere Booster MAMBO oder „Wie baut man einen lnjektorlinac für MESA ?"

seine Habilitation erfolgreich abschließen konnte.

Mehr zum neuen Elektronenbeschleuniger MESA und den geplanten Experimenten gibt es hier.

In der Gutenberg Akademie der Johannes Gutenberg-Universität werden regelmäßig bis zu 25 herausragende Doktoranden und Doktorandinnen sowie Künstler und Künstlerinnen gefördert. Neben dem interdisziplinären Austausch und der finanziellen Förderung von beispielsweise Tagungsteilnahmen, können die Juniormitglieder vor allem durch den Austausch mit etablierten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, sowie anderen renommierten Personen aus Politik, Wirtschaft und Gesellschaft profitieren.

Um als Juniormitglied in die Gutenberg Akademie aufgenommen zu werden, muss ein zweistufiger Auswahlprozess durchlaufen werden. Wir freuen uns, dass dieses Jahr Saskia Plura, Doktorandin in der Gruppe von Prof. Achim Denig, hierbei erfolgreich war!

Saskia Plura beschäftigt sich in ihrer Promotion mit Suchen nach leichten Dunkle- Materie-Teilchen in existierenden Daten des BESIII-Experimentes und bereitet darüber hinaus mit Hilfe detaillierter Simulationsstudien zukünftige Suchen nach solchen Teilchen an dem DarkMESA-Experiment vor.

Näheres zur Gutenberg Akademie und der diesjährigen Auswahlrunde finden Sie hier.

18.04.2023

Wir gratulieren Frau Dr. Oleksandra Deineka zur abgeschlossenen Dissertation mit dem Titel Coupled-channel dynamics in hadronic systems.

Die Doktorarbeit von Oleksandra Deineka ist dem Ansatz der Dispersionsrelation gewidmet, der auf den Eigenschaften der Unitarität und Analytizität der Streumatrix beruht.  Wir wenden ihn an, um die Pion-Pion- und Pion-Kaon-Streuung zu untersuchen, bei der die leichtesten Skalarresonanzen auftreten. Die Kenntnis der Pion-Pion-Amplitude ermöglicht uns eine Analyse der doppelt-virtuellen Photon-Photon-Streuung an zwei Pionen, die zum hadronischen Halpern-Streuungsanteil des anomalen magnetischen Moments des Myons beiträgt. Wir betrachten auch die Zwei-Photonen-Fusionsreaktion mit einem D-Mesonen-Paar im Endzustand, von dem erwartet wird, dass es zwei Charmonium-Resonanzen enthält.

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Theoretische Vorhersagen und neue, mit großer Genauigkeit gemessene experimentelle Daten an \(^4He\) klaffen auseinander

18.04.23

Am Mainzer Teilchenbeschleuniger MAMI hat die A1-Kollaboration im Rahmen der Doktorarbeit von Dr. Simon Kegel die Anregung eines α-Teilchens, dem Atomkern eines \(^4\)He-Atoms, von seinem Grundzustand zum ersten angeregten Zustand neu und mit bisher unerreichter Genauigkeit systematisch vermessen. Die Gegenüberstellung von Experiment und aktuellen Berechnungen aus der zugehörigen Niederenergie-Theorie zeigt, dass die Anregung von α-Teilchen basierend auf dem heutigen Verständnis von Kernkräften nicht korrekt beschrieben wird – und wirft damit viele Fragen auf. Der wissenschaftliche Artikel wurde als Empfehlung der Herausgeber in der renommierten Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht.

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06.03.2023

Am 27.04.2023 findet wieder der bundesweite Girls‘ Day statt, bei dem Mädchen MINT-Studiengänge und Berufe kennenlernen können. Auch die JGU bietet wieder ein vielseitiges Programm – wie z.B. die Führung durch den Teilchenbeschleuniger MAMI bei uns am Institut für Kernphysik. Kommt mit uns auf eine Tour durch die unterirdischen Hallen des Beschleunigers und schaut euch an, woran man als Physikerin arbeiten kann!

Alle Informationen sowie die Anmeldung findet ihr hier.

Zwei Masterarbeiten sind in der Ausschreibung 2022 im "BestMasters"-Programm bei Springer Spektrum erschienen
Beide Abschlussarbeiten im M.Ed.-Studiengang Physik wurden unter Anleitung von Prof. Dr. Stefan Scherer erstellt. Die Arbeit von Lukas Scharfe wurde in Kooperation mit Dr. Moritz Rahn vom Institut für Mathematik an der JGU betreut und gleichzeitig als Abschlussarbeit für den B.Sc. Mathematik anerkannt.

Am 11. Februar ist der internationale Tag der Frauen und Mädchen in der Wissenschaft: Ein guter Anlass um unsere neue Nachwuchsgruppenleiterin Dr. Franziska Hagelstein und ihre Forschung vorzustellen. Franziska Hagelstein studierte Physik an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und promovierte dort 2017 unter Betreuung von Prof. Marc Vanderhaeghen und Dr. Vladimir Pascalutsa im Bereich der theoretischen Kernphysik. Nach mehrjährigen Forschungsaufenthalten an der Universität Bern und dem Paul Scherrer Institut in der Schweiz kehrte sie 2022 an die JGU zurück und leitet seitdem am Institut für Kernphysik die Emmy Noether-Nachwuchsgruppe „Hadronische Beiträge zu Präzisionsobservablen und der Suche nach Neuer Physik“. Aktuell betreut sie zwei Doktorand:innen und wird bei ihrer Forschung von einem Postdoc – Dr. Vadim Lensky – unterstützt.

Nach eigener Aussage ist die JGU für ihre Forschung ein geradezu optimaler Ort, denn zum einen findet sie hier einen inspirierenden Austausch mit den Kolleg:innen in der großen Theoriegruppe und hat gleichzeitig die Nähe zu Kollaborationen aus der experimentellen Kern- und Atomphysik, wie zum Beispiel bei den Experimenten für Protonen Form Faktor- (A1-Kollaboration, JGU) und Protonen Polarisierbarkeits-Messungen (A2-Kollaboration, JGU)  am Elektronenbeschleuniger MAMI, oder den Spektroskopie Experimenten an normalen und myonischen Atomen (Gruppe um Prof. Randolf Pohl, JGU). Besonders spannend dabei ist, dass diese Experimente eine zentrale Rolle im sogenannten Proton-Radius-Rätsel („proton radius puzzle“) spielen.

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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.