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Das "Arbeitspferd" des neuen Sonderforschungsbereichs ist der supraleitende Darmstädter Elektronenbeschleuniger S-DALINAC
Sprecher: Professor Dr. Dr. h.c. mult. Achim Richter, Institut für Kernphysik, TU Darmstadt
In dem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) zum 1. Juli 2003 an der TU Darmstadt neu eingerichteten Sonderforschungsbereich (SFB) 634 "Kernstruktur, nukleare Astrophysik und fundamentale Experimente bei niedrigen Impulsüberträgen am supraleitenden Darmstädter Elektronenbeschleuniger S-DALINAC" wird in den Bereichen Kernstrukturphysik, nukleare Astrophysik, Nukleonenphysik, nichtlineare Dynamik in Quantensystemen und wellendynamisches Chaos, Kernstrukturmodelle und Kernreaktionsmodelle, experimentelle Beschleunigerphysik und Theorie elektromagnetischer Felder sowie Laserphysik geforscht. Beteiligt sind Wissenschaftler aus experimenteller und theoretischer Physik sowie aus der theoretischen Elektrotechnik. Das breite Forschungsspektrum des zunächst auf vier Jahre bewilligten SFB umfasst zwölf Teilprojekte, die von ca. 50 Wissenschaftlern und Studenten bearbeitet werden. Sechs der 15 Teilprojektleiter sind dabei jünger als 40 Jahre, und unter den acht beteiligten Hochschullehrern befinden sich zwei Juniorprofessoren. Das Gesamtvolumen beläuft sich auf 6,5 Mio. Euro für vier Jahre; von Seiten der DFG werden davon 4,7 Mio. Euro bereitgestellt.
Als "Arbeitspferd" für die experimentelle Forschung dient der supraleitende Darmstädter Elektronenbeschleuniger S-DALINAC. Die ständige Verbesserung dieses zentralen Großgeräts ist eine essentielle Voraussetzung für die erfolgreiche Bearbeitung der Fragestellungen zur Kern-, Nukleonen- und Astrophysik. Darüber hinaus bietet der S-DALINAC Wissenschaftlern und Studenten des SFB 634 sowie des Graduiertenkollegs 410 "Physik und Technik von Beschleunigern" am Institut für Kernphysik der TUD die Möglichkeit der Forschung im Bereich der Beschleunigerphysik. Als einer der weltweit ersten supraleitenden Linearbeschleuniger haben Arbeiten am S-DALINAC Entwicklungen an vielen Großforschungseinrichtungen nachhaltig beeinflusst. Umgekehrt haben die Fortschritte in der Technik supraleitender Beschleuniger weltweit zur Erhöhung der Verfügbarkeit, Intensität, Energie, Stabilität und Energieschärfe des Elektronenstrahls am S-DALINAC geführt. Im SFB 634 sollen neue Methoden der Informationstechnologie und Simulation von Beschleunigern zur Steuerung des S-DALINAC eingesetzt werden. Eine neue Elektronenquelle soll den S-DALINAC mit zusätzlichen Experimentiermöglichkeiten ausstatten und moderne Hochfrequenztechnik soll die Leistungsfähigkeit wie die Stabilität des Beschleunigers steigern. Bei all diesen Projekten erweist sich die enge interdisziplinäre Verzahnung von theoretischer Elektrotechnik und experimenteller Beschleunigerphysik als besonders wichtig.
Die kern- und astrophysikalischen Forschungsarbeiten am S-DALINAC untersuchen, wie Atomkerne zusammenhalten und in welchen astrophysikalischen Prozessen sie gebildet wurden. Dazu müssen auch die grundlegenden Eigenschaften von Protonen und Neutronen genau bekannt sein, aus denen die Atomkerne aufgebaut sind. Zwei wichtige Kenngrößen, der Radius eines Protons und die Deformierbarkeit von Protonen und Neutronen durch extrem kurzwellige elektromagnetische Strahlung, sollen am S-DALINAC in Experimenten genau untersucht werden. Atomkerne, die aus vielen Protonen und Neutronen bestehen, sind sehr komplex. Am S-DALINAC führt man durch Streuexperimente mit Elektronen oder Photonen Atomkernen Energie zu und beobachtet, wie die Kerne die Energie wieder abgeben. Die mit verschiedensten Detektoren erhaltenen Messergebnisse werden in enger Zusammenarbeit mit den beteiligten theoretischen Physikern interpretiert. Neben der Struktur der Atomkerne ist auch die Frage nach ihrer Entstehung von Interesse. Atomkerne werden in Sternen und Sternexplosionen synthetisiert. Die Physiker am S-DALINAC versuchen nun, durch ihre Experimente die Prozesse zu verstehen, in denen die Kerne gebildet wurden und aus denen Sterne zum Teil ihre Energie beziehen. So können die Darmstädter Physiker zum Beispiel ihre Messergebnisse im Labor auf Temperaturen von 3 Milliarden °C im Innern einer Supernova-Explosion umrechnen.
Die im Rahmen dieses SFBs durchgeführten Arbeiten stehen in engem Zusammenhang mit der Forschung an der Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI). Das gilt sowohl für die kern- und astrophysikalischen Themen wie für die Beschleunigerphysik. Diese enge und seit Jahren fruchtbare Zusammenarbeit zwischen TUD und GSI wird sowohl durch die Einrichtung des SFB 634 wie durch den geplanten und genehmigten Ausbau der GSI noch vertieft und führt zu einer Konzentration von kern- und astrophysikalischer aber auch beschleunigerrelevanter Physik, wie sie in dieser Intensität wohl weltweit einmalig ist. Darmstadt wird zur Hauptstadt der nuklearen Forschung.
Darmstadt, 6.8.2003
Sonderforschungsbereich 634
"Kernstruktur, nukleare Astrophysik und fundamentale Experimente bei niedrigen Impulsüberträgen am supraleitenden Darmstädter Elektronenbeschleuniger S-DALINAC"
Sprecher: Professor Dr. Dr. h.c. mult. Achim Richter
Institut für Kernphysik
Technische Universität Darmstadt
Schlossgartenstraße 9
64289 Darmstadt
Telefon (0 61 51) 16 21 16
email: richter@ikp.tu-darmstadt.de
Stellvertretender Sprecher: Professor Dr.-Ing. Thomas Weiland
FG Theorie Elektromagnetischer Felder
Technische Universität Darmstadt
Schlossgartenstraße 8
64289 Darmstadt
Telefon (0 61 51) 16 21 61
Email: weiland@temf.de
Wissenschaftliches Sekretariat: Dr. Harald Genz
Institut für Kernphysik
Technische Universität Darmstadt
Schlossgartenstraße 9
64289 Darmstadt
Telefon (0 61 51) 16 25 21
Email: genz@ikp.tu-darmstadt.de
Teilprojektleiter: Dr. Marco Brunken (ab 01.10.2003)
Dr. Barbara Dietz-Pilatus
Juniorprofessor Dr. Joachim Enders
Dr. Harald Genz
Dr. Hans-Dieter Gräf
Dr. Wolfgang F.O. Müller
Privatdozent Dr. Peter von Neumann-Cosel
Professor Dr. Dr. h.c. mult. Achim Richter
Professor Dr. Markus Roth
Juniorprofessor Dr. Robert Roth
Dr. Gerhard Schrieder
Dr. Otto Titze
Professor Dr.-Ing. Thomas Weiland
Professor Dr. Jochen Wambach
Professor Dr. Andreas Zilges
Projekte: A1: Kernstruktur mit reellen Photonen
(Zilges/Enders)
A2: Kernstruktur mit virtuellen Photonen
(von Neumann-Cosel/Richter)
B1: Nukleare Astrophysik mit reellen Photonen
(Zilges/Enders)
C1: Polarisierbarkeit des Nukleons
(Schrieder/Richter)
C2: Präzise Messung des Protonenradius
(Schrieder/von Neumann-Cosel)
C4: Quantenchaos
(Dietz-Pilatus/Richter)
D1: Theoretische Kernstrukturphysik
(Wambach/R. Roth)
D2: Experimentunterstützende theoretische Kernphysik
(Wambach/R. Roth)
E1: Steuer- und Kontrollsystem
(Müller/Titze)
E2: Energie- und Intensitätssteigerung
(Weiland/Brunken)
E3: Energieschärfe und Stabilität
(Gräf/Weiland)
E4: Neues Injektorkonzept
(Enders/Müller/M. Roth)
Z: Administration
(Richter/Genz/Titze)
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Mathematik, Physik / Astronomie
überregional
Forschungsprojekte
Deutsch
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