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Erstmals Plasma wie beim Urknall erzeugt
Nachweis am CERN mit einem Verfahren,
das auf einen Bielefelder Wissenschafter zurückgeht
Am europäischen Zentrum für Elementarteilchenforschung CERN bei Genf ist es erstmals gelungen,
eine Form von Materie zu erzeugen, wie sie kurz nach dem Urknall existiert hat. Es handelt sich um
das sogenannte "Quark-Gluonen-Plasma". Die Materie war in den ersten Sekundenbruchteilen des
Weltalls extrem heiß und so stark verdichtet, daß die kleinsten Bausteine unserer Materie, die
Quarks und Gluonen, wie in einer Suppe herumschwammen. Als die Temperatur sank, "froren" die
Quarks und Gluonen zu Neutronen und Protonen ein, den Bausteinen der Atomkerne. In diesem
Zustand befinden sie sich bis heute.
Statt des Urknalls, des "Big Bang", erzeugten die Elementarteilchenphysiker am CERN einen "Little
Bang", indem Atomkerne mit hoher Geschwindigkeit zur Kollision gebracht wurden. Beim Aufprall
entstand eine Temperatur, die 100 000mal höher war als die Temperatur im Innern der Sonne. Die
Dichte wurde 20mal so hoch wie in gewöhnlicher Kernmaterie. Ein solcher Zustand war im
Experiment noch nie zuvor erreicht worden. Bei diesem "Little Bang" entstand erstmals ein Quark-
Gluonen-Plasma.
Dieser Zustand hält im Experiment aber nur für einen unvorstellbar winzigen Zeitraum vor, weil
sofort die Abkühlung einsetzt. Der Nachweis, daß ein Quark-Gluonen-Plasma existiert hat, gelingt
daher nur indirekt, und zwar mit Hilfe eines Kunstgriffs, der auf den Bielefelder Physiker Prof. Dr.
Helmut Satz zurückgeht.
Satz hatte 1986 zusammen mit einem japanischen Wissenschaftler, Tetsuo Matsui (der heute in
Kyoto lehrt) theoretisch hergeleitet, daß erst dann, wenn der Plasmazustand wirklich erreicht ist, ein
bestimmtes seltenes Elementarteilchen (das J/psi-Meson) zu schmelzen beginnt. Wenn die
Ausbeute dieser Mesonen drastisch zurückgeht, muß der Plasmazustand erreicht worden sein.
Und genau das ist in dem CERN-Experiment passiert: Die Energie, mit der im Experiment die
Atomkerne aufeinanderprallten, war hoch genug, um das Plasma entstehen zu lassen; erkennbar
daran, daß das J/psi-Meson nur noch in deutlich geringerer Menge nachweisbar war.
Ohne die Arbeiten von Professor Satz wäre der Nachweis des "Urknall-Plasmas" nicht möglich
gewesen. Satz war übrigens lange Jahre sowohl am CERN als auch am Brookhaven National
Laboratory in Long Island, USA, tätig, den beiden größten Elementarteilchenbeschleunigern der
Welt. Er hat dort die Anlage von großen Experimenten als Theoretiker und Berater begleitet.
Die Nachricht vom "Urknall im Labor", die das CERN stolz verbreitet hat, hat in Frankreich und in
der Schweiz die Titelseiten der großen Zeitungen erreicht; auch die FAZ hat davon berichtet.
Allerdings nennt das CERN, in dem viele Wissenschaftler aus aller Welt zusammenarbeiten,
grundsätzlich keine Namen. Die Universität Bielefeld freut sich, mitteilen zu können, daß an diesem
bedeutsamen Ergebnis physikalischer Grundlagenforschung ein theoretischer Physiker aus Bielefeld
in wichtiger Funktion beteiligt war.
Kontakt:
Prof. Dr. Helmut Satz, Universität Bielefeld, Tel. 0521/106-6223, Email: satz@physik.uni-bielefeld.de
Criteria of this press release:
Mathematics, Physics / astronomy
transregional, national
Research results
German
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