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Nr. 132 / 2. Dezember 1998 / mea
Auf der Suche nach den kleinsten Teilchen
Deutsch-japanische Kooperation begründet
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Quarks und Leptonen gelten heute als die Grundelemente der Materie. Alle in der Natur vorkommenden Kräfte lassen sich auf Wechselwirkungen zwischen diesen Bausteinen zurückführen; sie sind in dem sogenannten Standardmodell der Elementarteilchenphysik beschrieben. Viele Fragen sind jedoch noch ungeklärt. Mit einigen beschäftigt sich das Institut für Theoretische Teilchenphysik. Das Institut hat jetzt gemeinsam mit dem Japanischen Forschungszentrum für Hochenergiephysik (KEK) in der Stadt Tsukuba ein binationales Forschungsprojekt mit dem Titel "Schwere Quarks und Leptonen an zukünftigen Elementarteilchenbeschleunigern" initiiert. Beteiligt sind darüber hinaus die Tsukuba University und die Tohoku University. Diese Art der Zusammenarbeit ist bislang einmalig in der Teilchenphysik. Das Projekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und von der Japanese Society for the Promotion of Science (JSPS), dem japanischen Analogon der DFG, in großem Umfang unterstützt.
Das Standardmodell der Elementarteilchenphysik läßt zum Beispiel die Frage nach dem Ursprung der Massen offen. Die Massen werden nach dem Modell durch eine Wechselwirkung mit einem sogenannten "Higgs-Teilchen" erzeugt, welches sich jedoch bisher der Beobachtung entzogen hat. Der Mechanismus der Massenerzeugung muß deshalb als unverstanden gelten. Ein weiteres Rätsel, das ebenfalls mit dem "Higgs-Teilchen" zusammenhängen könnte, ist das Phänomen der sogenannten Quarkmischung, des Überganges zwischen verschiedenen Quarks gleicher Ladung. Diese Prozesse werden im Standardmodell lediglich parametrisiert.
Die Zusammenarbeit der Karlsruher Teilchenphysiker mit den japanischen Kollegen ist eng an den zukünftigen Großprojekten der experimentellen Teilchenphysik orientiert. Sowohl in Japan als auch in Deutschland werden Pläne für einen Teilchenbeschleuniger diskutiert, der es erlauben würde, die Bausteine der Materie bis zu bisher unerreicht kurzen Abständen zu untersuchen. Mit den dort gewonnenen Daten könnte eine Klärung noch offener fundamentaler Fragen gelingen. Weiterhin geht im nächsten Jahr am KEK in Japan eine Beschleunigeranlage in Betrieb, die die Mischung der Quarks genau untersuchen wird. Theoretische Studien für die hier gemessenen Reaktionen werden auch in Karlsruhe durchgeführt. Im Zusammenhang damit sind bereits von der Humboldt Stiftung geförderte Stipendiaten aus Japan nach Karlsruhe gekommen, weitere Wissenschaftler werden erwartet. Der Austausch hat die Basis für die nun institutionalisierte Zusammenarbeit gelegt.
Die Auswertung der experimentellen Ergebnisse und deren theoretische Interpretation stellt eine Herausforderung für die Teilchenphysiker dar. Daher sind solche Projekte wie die nun verstärkte deutsch-japanische Zusammenarbeit unerläßlich. Von Karlsruher Seite ist das Projekt verknüpft mit zwei weiteren Einrichtungen, die von der DFG gefördert werden. Zum einen gibt es an der Universität Karlsruhe ein Graduiertenkolleg mit dem Titel "Elementarteilchenphysik an Beschleunigern", so daß auch die Ausbildung von Doktoranden von der neuen Zusammenarbeit profitieren wird. Zum anderen wird die Karlsruher Theoretische Teilchenphysik durch eine DFG-Forschergruppe gefördert, die sich mit der Weiterentwicklung von theoretischen Methoden befaßt, insbesondere auch mit dem Einsatz von Computern,. Dadurch ergibt sich ein aktives Umfeld, in dem ein wichtiger Fortschritt zur Klärung fundamentaler Fragen zur Struktur der Materie erreicht werden kann.
Ansprechpartner: Prof. Dr. Thomas Mannel
Tel: (07 21) 6 08-61 28
Prof. Dr. Johann Kühn
Tel.: (07 21) 6 08-22 72
Diese Presseinformation ist auch im Internet unter folgender Adresse abrufbar:
http://www.uni-karlsruhe.de/Uni/Verwaltung/Pressestelle/pi132.html
http://www.uni-karlsruhe.de/Uni/Verwaltung/Pressestelle/pi132.html
Criteria of this press release:
Mathematics, Physics / astronomy
transregional, national
Research projects
German
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