Pressemeldungen – FB 08 – Kernphysik
Neue Methode zur Erzeugung eines extrem schweren Wasserstoffisotops am Mainzer Teilchenbeschleuniger MAMI
Erzeugung und Vermessung des extrem neutronenreichen Wasserstoffisotops ⁶H gelingt erstmals an einem Elektronenstreuexperiment / Ergebnis weist auf unerwartet starke Wechselwirkung zwischen Neutronen innerhalb des Kerns hin
30.04.2025
Der A1-Kollaboration am Institut für Kernphysik der Johannes Gutenberg-Universität Mainz ist es zusammen mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus China und Japan erstmals gelungen, in einem Elektronenstreuexperiment eines der neutronenreichsten Isotope, Wasserstoff-6, zu erzeugen. Das Experiment an der Spektrometeranlage am Teilchenbeschleuniger Mainzer Mikrotron (MAMI) präsentiert eine neue Methode zur Untersuchung leichter neutronenreicher Kerne und stellt bisherige Auffassungen über Vielnukleon-Wechselwirkungen infrage. „Diese Messung konnte nur dank der einzigartigen Kombination aus der exzellenten Qualität des MAMI-Elektronenstrahls und den drei hochauflösenden Spektrometern der A1-Kollaboration durchgeführt werden“, kommentiert Prof. Dr. Josef Pochodzalla aus dem Institut für Kernphysik. Am Experiment beteiligt waren Forschende der Fudan University in Shanghai (China) sowie der Tohoku University Sendai und der University of Tokyo (beide Japan). Die experimentelle Arbeit wurde von dem Doktoranden Tianhao Shao geleitet und in dem renommierten Fachmagazin Physical Review Letters veröffentlicht.
Forschende des Mainzer Exzellenzclusters PRISMA+ sind an internationalem Großprojekt zur Suche nach "neuer Physik" beteiligt
15.04.2025
Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat ihre Förderung des Mu3e-Experiments um weitere vier Jahre verlängert. Das Projekt, an dem Forschende der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU), der Universität Heidelberg und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) beteiligt sind, wird damit ab dem 1. Mai 2025 mit 5,6 Millionen Euro gefördert. Die Verlängerung der DFG-Forschungsgruppe 5199 ermöglicht den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, die Suche nach der Verletzung der Lepton-Familienzahl fortzusetzen.
Das Mu3e-Experiment, das am Paul Scherrer Institut (PSI) in Villigen in der Schweiz durchgeführt wird, ist ein internationales Vorhaben, an dem auch Forschende aus der Schweiz und Großbritannien beteiligt sind. Ziel des Projekts ist es, einen sogenannten Lepton-Flavor-verletzenden Zerfall eines positiven Muons zu beobachten, bei dem das Muon in zwei Positronen und ein Elektron zerfällt. Da dieser Zerfall im Standardmodell der Teilchenphysik nicht vorgesehen ist, wäre die Beobachtung dieses Prozesses ein deutliches Indiz für neue Physik.
Supraleitende Kernkomponente für internationales P2-Experiment in unterirdischer Halle in zehn Metern Tiefe installiert
25.11.2024
Eines der Leuchtturmprojekte des Exzellenzclusters PRISMA+ der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) ist der Bau des neuen, energierückgewinnenden Teilchenbeschleunigers MESA (Mainz Energy-recovering Superconducting Accelerator), der zukünftig Experimente mit bisher unerreichter Präzision ermöglichen wird. Eines der Hauptexperimente an MESA, P2, wird durch die Messung des sogenannten schwachen Mischungswinkels eine Schlüsselrolle bei der Erforschung der "neuen Physik" – Physik jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik– spielen. Die zentrale Komponente des P2-Experiments, eine supraleitende Magnetspule mit einem Durchmesser von vier Metern und einem Gewicht von 21 Tonnen, ist jetzt auf dem Campus der JGU angeliefert und in den MESA-Teilchenbeschleuniger eingebaut worden. Der Magnet wurde in Vannes, Frankreich, hergestellt und am vergangenen Donnerstag nach Mainz geliefert. "Wir haben fast fünf Jahre lang mit der Firma SigmaPhi zusammengearbeitet, um die Herausforderungen zu meistern und das hochmoderne Design für unser Experiment zu realisieren", sagt Prof. Dr. Frank Maas, Sprecher des P2-Experiments, das zurzeit von einer Kollaboration aus Physikerinnen und Physikern aus Deutschland, Frankreich, Kanada und den USA aufgebaut wird. "Ein solcher Solenoidmagnet wird zum ersten Mal für Experimente dieser Art eingesetzt. Sein großer Durchmesser ermöglicht es, besonders hohe Teilchenraten aufzunehmen. Die Größe des Magneten hat aber auch eine besondere Herausforderung in der Konstruktion und Produktion dargestellt."
Große Ehre für theoretischen Physiker der JGU und Mitglied des Exzellenzclusters PRISMA+
Große Ehre für theoretischen Physiker der JGU und Mitglied des Exzellenzclusters PRISMA+08.10.2024
Prof. Dr. Pierre Capel, Professor für theoretische Physik am Institut für Kernphysik der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und Mitglied deren Exzellenzclusters PRISMA+, ist zum Fellow der American Physical Society (APS) gewählt worden. Damit wird seine Anwendung von Wenig-Körper-Methoden bei der Untersuchung von Kernreaktionen mit exotischen Kernen ausgezeichnet. Das Fellowship-Programm der APS ist eine Auszeichnung für Mitglieder, die durch herausragende Forschung und Publikationen einen bedeutenden Beitrag zur Weiterentwicklung des Fachs geleistet haben. Jedes Jahr werden deutlich weniger als ein Prozent der Mitglieder der Gesellschaft zu Fellows gewählt.
Sonderforschungsbereich am Institut für Kernphysik der JGU sucht nach neuen physikalischen Phänomenen durch ein besseres Verständnis der Prozesse der starken Wechselwirkung
31.05.2024
Die Deutsche Forschungsgemeinschaft hat heute die Einrichtung eines neuen Sonderforschungsbereichs (SFB) an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) bewilligt. Der SFB 1660 "Hadrons and Nuclei as Discovery Tools" zielt darauf ab, die starke Wechselwirkung zu verstehen, die zu Prozessen führt, an denen Hadronen, Kerne und Atome beteiligt sind. Damit sollen grundlegende Fragen beantwortet werden: Welche physikalischen Phänomene treten jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik (SM) auf und wie können wir sie messen und beschreiben? Sprecherin und Sprecher des neuen Sonderforschungsbereichs sind Prof. Dr. Concettina Sfienti (Experiment) und Prof. Dr. Marc Vanderhaeghen (Theorie) vom Institut für Kernphysik der JGU.
Neue Physik der Paritätsverletzung: Vom Thomson-Limit zur Energiegrenze / Förderung in Höhe von 3,2 Millionen Euro
11.04.2024
Ein Konsortium um Prof. Dr. Maarten Boonekamp von der Universität Paris-Saclay als Sprecher, und die Mainzer Wissenschaftler Prof. Dr. Jens Erler und Prof. Dr. Frank Maas hat im April 2024 einen ERC Advanced Grant für das Projekt "Zeptometry" erhalten. Dieses Projekt zielt darauf ab, neue Präzisionsmessungen bei höchsten Energien am LHC am CERN mit anspruchsvollen neuen Präzisionsmessungen bei sehr niedrigen Energien mit dem kommenden MESA-Beschleuniger in Mainz in Verbindung mit der theoretischen Interpretation der experimentellen Ergebnisse zu kombinieren. Die Förderung ist der Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen dem Z-Boson und den Fermionen – also den Quarks und Leptonen, die die gewöhnliche Materie ausmachen – gewidmet, wofür das bevorstehende Experiment P2 Elektronenbeschleuniger MESA der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) von entscheidender Bedeutung sein wird.
Mainzer Kernphysikerin für vorbildhafte Leistungen in Lehre und Forschung ausgezeichnet
01.12.2023
Prof. Dr. Concettina Sfienti vom Institut für Kernphysik der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) hat den mit 25.000 Euro dotierten Akademiepreis des Landes Rheinland-Pfalz erhalten. Die Auszeichnung wird von der Akademie der Wissenschaften und der Literatur Mainz und dem Land Rheinland-Pfalz jährlich an Persönlichkeiten vergeben, die im Bereich der Hochschulen des Landes herausragendes Engagement im Rahmen ihres Fachs gezeigt haben. Prof. Dr. Concettina Sfienti sei nicht nur eine exzellente und erfolgreiche Forscherin, so die Vorsitzende der Jury, Prof. Dr. Margret Wintermantel, in ihrer Laudatio, sondern zugleich eine begeisternde Lehrende, die durch ihren Enthusiasmus und ihr Engagement in Lehre und Öffentlichkeitsarbeit immer wieder junge Menschen für die Wissenschaft und insbesondere für ihr faszinierendes Fachgebiet begeistert. Als leidenschaftliche Experimentatorin sei sie nicht nur an Forschungsinhalten, sondern auch an der Ausprägung neuer Experimentiertechniken sowie an der möglichen Anwendung ihrer Erkenntnisse interessiert.
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.
Reiner Quanteneffekt als Schlüssel zu besserem Verständnis der subatomaren Welt / Vielfältige Mainzer Expertise in neuem Forschungsprogramm gebündelt
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. ...