GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH https://www.gsi.de/ GSI RSS-Feed de-de TYPO3 News Sat, 19 Jun 2021 13:49:40 +0200 Sat, 19 Jun 2021 13:49:40 +0200 TYPO3 EXT:news news-5082 Wed, 16 Jun 2021 09:00:00 +0200 Perspektiven für künftige Tumortherapie: Erstmals neues FLASH-Verfahren für ultraschnelle, hochdosierte Schwerionen-Bestrahlung getestet https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5082&cHash=d0c4904e0251b17f04b8e4f86d5747f2 Es könnte ein Durchbruch für zukünftige Tumorbehandlungen mit schweren Ionen werden und neue Wege ebnen: In der aktuellen Experimentierzeit FAIR-Phase-0 ist es am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und dem künftigen Beschleunigerzentrum FAIR erstmals gelungen, ein Kohlenstoffionen-FLASH-Experiment durchzuführen. Die beteiligten Wissenschaftler*innen waren in der Lage, die erforderlichen sehr hohen Dosisleistungen zu erreichen und Tumore zu bestrahlen. Der Erfolg war eine gemeinsame Anstrengung d Es könnte ein Durchbruch für zukünftige Tumorbehandlungen mit schweren Ionen werden und neue Wege ebnen: In der aktuellen Experimentierzeit FAIR-Phase-0 ist es am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und dem künftigen Beschleunigerzentrum FAIR erstmals gelungen, ein Kohlenstoffionen-FLASH-Experiment durchzuführen. Die beteiligten Wissenschaftler*innen waren in der Lage, die erforderlichen sehr hohen Dosisleistungen zu erreichen und Tumore zu bestrahlen. Der Erfolg war eine gemeinsame Anstrengung der GSI-Abteilung Biophysik und der Beschleunigercrew auf dem GSI-/FAIR-Campus in enger Zusammenarbeit mit dem Deutschen Krebsforschungszentrum DKFZ und dem Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum (HIT).

Das Thema FLASH-Bestrahlung steht weltweit stark im Fokus und ist auch ein Arbeitsschwerpunkt innerhalb der klinischen Radiobiologie bei der GSI-Biophysik. Das FLASH-Verfahren ist eine neue, vielversprechende Möglichkeit der Strahlentherapie. Das englisch Wort Flash bedeutet Blitz, in der Strahlenmedizin geht es entsprechend um eine ultrakurze und ultrahoch dosierte Bestrahlung, bei der die Behandlungsdosis in Zeitskalen von unter einer Sekunde abgegeben wird. Ziel ist es, bei der FLASH-Bestrahlung eine sehr hohe Strahlendosis in sehr kurzer Zeit zu applizieren. Bei der traditionellen Strahlentherapie, aber auch bei der Protonen- oder Ionentherapie werden den Erkrankten über einen längeren Zeitraum kleinere Strahlendosen verabreicht, während bei der FLASH-Strahlentherapie nur wenige kurze Bestrahlungen erforderlich sein könnten, die alle weniger als 100 Millisekunden dauern.

Jüngste In-vivo-Untersuchungen konnten im Bereich der Elektronenstrahlung bereits zeigen, dass ein FLASH-Verfahren mit einer ultrahohen Dosisrate weniger schädlich für gesundes Gewebe ist, aber genauso effizient wie konventionelle Dosisleistungsstrahlung, um das Tumorwachstum zu hemmen. Für die Protonen- und auch für die Ionenstrahl-Bestrahlung, wie sie der bei GSI entwickelten Tumortherapie mit Kohlenstoff-Ionen zugrunde liegt, ist ein solcher Effekt noch nicht nachgewiesen. Hier steht noch viel Forschungsarbeit an. Die Ergebnisse des aktuellen Experiments bei GSI werden nun ausgewertet und sollen zu neuem Erkenntnisgewinn beitragen.

Aber nicht nur wissenschaftlich, sondern auch technisch ist das Thema eine große Herausforderung: Bisher war eine solche FLASH-Technik nämlich nur an Elektronen- und Protonenbeschleunigern anwendbar. Während mit einem Zyklotron (Kreisbeschleuniger) die erforderlichen Dosisleistungen für Elektronen und Protonen erreicht werden kann, ist dies mit den in der Schwerionentherapie benötigten Synchrotrons wie dem SIS18 bei GSI schwieriger. Deshalb ist das aktuelle Experiment im Rahmen der FAIR-Phase 0 ein ganz entscheidender Schritt: Durch die Leistungssteigerung an der bestehenden GSI-Beschleunigeranlage im Rahmen der Vorbereitungen für FAIR kann nun auch für Kohlenstoff die nötige Dosisrate im Millisekunden-Bereich erreicht werden. Bevor das Verfahren bei Patient*innen routinemäßig zum Einsatz kommen kann, braucht es allerdings noch viel technische Entwicklung und viele Untersuchungen.

Der Leiter der GSI-Forschungsabteilung Biophysik, Professor Marco Durante, zeigte sich sehr erfreut über den wichtigen Erfolg bei der FLASH-Bestrahlung: „Es ist eine zukunftsweisende Methode, die das therapeutische Fenster in der Strahlentherapie erheblich vergrößern könnte. Es freut mich sehr, dass die Forschenden und das Beschleunigerteam demonstrieren konnten, dass es möglich ist, mit Kohlenstoffstrahlen Bedingungen zu erzeugen, wie sie für eine FLASH-Therapie von Tumoren notwendig sind. Wenn es gelingt, die große Wirkung und Präzision der Schwerionentherapie mit einer FLASH-Bestrahlung bei gleichbleibender Wirksamkeit und schädigungsarm für das gesunde Gewebe zu kombinieren, könnte dies den Weg für eine zukünftige Schwerionentherapie in einigen Jahren ebnen.“

Auch der Wissenschaftliche Geschäftsführer von GSI und FAIR, Professor Paolo Giubellino, ist sehr erfreut: „Die Kombination aus Expertise in Biophysik und Medizin sowie ingenieurstechnischer Spitzenleistung ermöglicht es, erste weltweit herausragende Experimente zur FLASH-Bestrahlung mit Ionenstrahlen durchzuführen. Daraus könnten sich wichtige Ergänzungen zu bestehenden Strahlentherapien ergeben. Die Anwendungen in der Tumortherapie sind eines der Forschungsgebiete, die von den jüngst erhöhten Intensitäten der GSI-Beschleuniger profitieren können. Die moderne Radiobiologie wird einen erheblichen Nutzen von Strahlen mit noch höheren Intensitäten haben, wie wir sie an der im Bau befindliche FAIR-Anlage bieten werden. FLASH ist ein erstes Beispiel für diese zukünftigen Arbeitsausrichtungen.“ (BP)

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Presse Aktuelles FAIR
news-5080 Wed, 02 Jun 2021 09:00:00 +0200 Ringschluss für großen FAIR-Beschleuniger: Rohbauarbeiten sind vollendet https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5080&cHash=c14457c572a7e76c0265e21bb564eeff Er ist ein zentraler Teil des künftigen Beschleunigerzentrums FAIR, das derzeit in internationaler Zusammenarbeit beim GSI Helmholtzzentrum in Darmstadt entsteht, und zugleich das Herzstück eines der größten Bauvorhaben für die Forschung weltweit: der große, 1100 Meter umfassende unterirdische Ringbeschleuniger SIS100 auf dem nördlichen FAIR-Baufeld. Wo vor wenigen Jahren der erste Spatenstich gesetzt und damit der Start der Hoch- und Tiefbauarbeiten markiert wurde, ist nun ein wichtiger Schritt erreicht: Er ist ein zentraler Teil des künftigen Beschleunigerzentrums FAIR, das derzeit in internationaler Zusammenarbeit beim GSI Helmholtzzentrum in Darmstadt entsteht, und zugleich das Herzstück eines der größten Bauvorhaben für die Forschung weltweit: der große, 1100 Meter umfassende unterirdische Ringbeschleuniger SIS100 auf dem nördlichen FAIR-Baufeld. Wo vor wenigen Jahren der erste Spatenstich gesetzt und damit der Start der Hoch- und Tiefbauarbeiten markiert wurde, ist nun ein wichtiger Schritt erreicht: Die Rohbauarbeiten für den SIS100 sind vollendet, der Ringschluss der Tunnelanlage ist erfolgt, die Betonnage der letzten Tunneldecke gegossen. Der Ringschluss stellt ein wichtiges Etappenziel im Realisierungsablauf des gesamten FAIR-Projekts dar.

Der große Ringtunnel besteht aus den beiden parallel nebeneinander verlaufenden Tunnelbereichen, zum einen für die Beschleunigermaschine, zum anderen für die entsprechenden technischen Versorgungseinrichtungen. Die Bodensohle liegt in 18 Meter Tiefe. Errichtet wurde der Beschleunigerring in mehreren, jeweils rund 25 Meter langen Segmenten. Nach der Vollendung der tragenden Teile, der Bodenplatten, der Wände und der Deckenkonstruktion steht als nächstes die Montage der Technischen Gebäudeausrüstung (TGA) wie Elektroversorgung, Klimatechnik, Sicherheitstechnik usw. an. Die Baugrube wird nun sukzessive verfüllt, worauf obererdig zusätzliche Baustelleneinrichtungsflächen für die TGA-Firmen hergerichtet werden. Nachdem die letzte Decke betoniert wurde, wird noch eine Logistiköffnung offengehalten, um den Großteil der Schalung für den Tunnel dort ausheben zu können. Später wird auch sie verschlossen werden.

Der SIS100 ist ein Projekt der Superlative, was sich auch in einigen Eckdaten widerspiegelt: In der Baugrube Nord mit ihrem unterirdischen Ringbeschleuniger als zentraler Gebäudestruktur wurde insgesamt knapp eine Million Kubikmeter Erde für den Bau ausgehoben, die zu einem großen Teil wieder an Ort und Stelle verfüllt wird. Insgesamt wurden zirka 159.000 Kubikmeter Beton für den SIS100-Beschleunigerring verbaut, rund 27.000 Tonnen Stahl sorgen für verlässliche Stabilität des unterirdischen Bauwerks.

Der Technische Geschäftsführer von FAIR und GSI, Jörg Blaurock, zeigte sich erfreut über den Abschluss dieser für das gesamte FAIR-Projekt so wichtigen Etappe: „FAIR ist ein wissenschaftlich und technisch außergewöhnliches Bauvorhaben. Es erfordert maßgeschneiderte Lösungen sowie das Ineinandergreifen zahlreicher Einzelgewerke. Deshalb sind in unserer integrierten Gesamtplanung Hoch- und Tiefbau, Beschleunigerentwicklung und -bau sowie die wissenschaftlichen Experimente eng aufeinander abgestimmt. Der jetzt erfolgte Ringschluss ist das Ergebnis präziser Planung und Umsetzung und ein substanzieller Fortschritt des gesamten Projektes. Die enge Verzahnung und integrierte Abstimmung mit allen beteiligten Parteien und Stakeholdern ist ein entscheidender Eckpfeiler der Realisierungsstrategie für das FAIR-Projekt.“ (BP)

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Presse Aktuelles FAIR
news-5078 Thu, 20 May 2021 12:35:36 +0200 Europium-Sterne in der Zwerggalaxie Fornax: Physik-Forschungsteam gelingt neuer Einblick in den Ursprung der Elemente https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5078&cHash=bdb6843f68007b34bff1efcdc3247473 Ein Physik-Forschungsteam unter Leitung der TU Darmstadt hat den höchsten jemals beobachteten Europium-Gehalt in Sternen entdeckt. Die Arbeit der EUROPIUM-Gruppe um die mit einem Grant des Europäischen Forschungsrates ausgezeichneten Professorin Almudena Arcones vom GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und der TU Darmstadt wurde nun in „The Astrophysical Journal“ veröffentlicht. Mitautor ist Dr. Moritz Reichert (Mitglied von EUROPIUM), Mitautorin Dr. Camilla Hansen vom Max-Planck-Institut für Astr Diese Meldung basiert auf einer Pressemitteilung der TU Darmstadt

Ein Physik-Forschungsteam unter Leitung der TU Darmstadt hat den höchsten jemals beobachteten Europium-Gehalt in Sternen entdeckt. Die Arbeit der EUROPIUM-Gruppe um die mit einem Grant des Europäischen Forschungsrates ausgezeichneten Professorin Almudena Arcones vom GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und der TU Darmstadt wurde nun in „The Astrophysical Journal“ veröffentlicht. Mitautor ist Dr. Moritz Reichert (Mitglied von EUROPIUM), Mitautorin Dr. Camilla Hansen vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg.

Europium ist der Schlüssel zum Verständnis der Entstehung der schweren Elemente durch den schnellen Neutroneneinfangprozess, den sogenannten r-Prozess. Dieser ist entscheidend sowohl für die Bildung der Hälfte der Elemente, die schwerer sind als Eisen, als auch für das gesamte Vorkommen an Thorium und Uran im Universum. Die EUROPIUM-Gruppe hat theoretische astrophysikalische Simulationen mit Beobachtungen der ältesten Sterne in unserer Galaxie und in Zwerggalaxien kombiniert. Letztere sind kleine, von dunkler Materie dominierte Galaxien, die um unsere Galaxie kreisen. Zwerggalaxien sind exzellente Testobjekte für die Untersuchung des r-Prozesses, da einige der ältesten, also seit 10 bis 13 Milliarden Jahren existierenden metallarmen Sterne eine Überhäufigkeit von r-Prozess-Elementen aufgewiesen haben. Studien haben sogar postuliert, dass nur ein einziges neutronenreiches Ereignis für diese Anreicherung in den kleinsten Zwerggalaxien verantwortlich sein könnte.

Mit ihrer neuen Entdeckung ist es den Forschenden in Darmstadt und Heidelberg gelungen, den höchsten jemals beobachteten Europium-Gehalt zu bestimmen – und sie haben einen neuen Namen für diese Sterne geprägt: „Europium-Sterne“. Diese Sterne gehören zur Zwerggalaxie Fornax – einer sphäroidischen Zwerggalaxie mit einem hohen Sterngehalt. In ihrer Publikation berichtet die Gruppe auch über die erste Beobachtung von Lutetium in einer Zwerggalaxie überhaupt und der größten Stichprobe von beobachtetem Zirconium.

Die „Europium-Sterne“ in Fornax wurden kurz nach einer explosiven Produktion schwerer Elemente geboren. Aufgrund der hohen stellaren Metallhäufigkeit muss das extreme r-Prozess-Ereignis erst vor vier bis fünf Milliarden Jahren stattgefunden haben. Dies ist ein sehr seltener Fund, da die meisten Europium-reichen Sterne viel älter sind. Daher geben die Europium-Sterne Einblicke in den Ursprung der Elemente im Universum zu einem sehr spezifischen und späten Zeitpunkt.

Schwere Elemente entstehen durch den r-Prozess bei der Verschmelzung zweier Neutronensterne oder beim explosiven Ende massereicher Sterne mit starken Magnetfeldern. Die EUROPIUM-Gruppe hat diese beiden hochenergetischen Ereignisse analysiert und detaillierte Studien zur Elementproduktion in diesen Umgebungen durchgeführt. Aufgrund der immer noch großen Unsicherheiten in den kernphysikalischen Angaben ist es jedoch nicht möglich, die schweren Elemente in den „Europium-Sternen“ eindeutig einer dieser astrophysikalischen Umgebung zuzuordnen. Zukünftige Experimente im neuen Beschleunigerzentrum FAIR am GSI-Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt werden diese Unsicherheiten deutlich reduzieren. Die FAIR-Anlage verspricht in diesem Forschungsfeld einzigartige Möglichkeiten: Unter dem Motto „Das Universum im Labor“ sollen Zustände, wie sie in astrophysikalischen Umgebungen auftreten, auf der Erde nachvollzogen und so das Wissen über unseren Kosmos erweitert werden.

Darüber hinaus wird das neue hessische Clusterprojekt ELEMENTS, bei dem Professorin Arcones als leitende Forscherin fungiert, in einzigartiger Weise Simulationen von Neutronensternverschmelzungen, Nukleosynthese-Berechnungen mit den neuesten experimentellen Informationen und Beobachtungen kombinieren, um die seit langem bestehende Frage zu untersuchen: Wo und wie werden schwere Elemente im Universum produziert? (TUD/BP)

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Wissenschaftliche Veröffentlichung im Fachmagazin The Astrophysical Journal (Englisch)

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Aktuelles FAIR
news-3789 Tue, 04 May 2021 10:00:48 +0200 Erforschung der Starken Wechselwirkung im Universum https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3789&cHash=8552f2d21de3bd7b305d4d8116801a16 Achim Schwenk, Professor für Kernphysik an der TU Darmstadt und Max-Planck-Fellow am Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg, ist vom Europäischen Forschungsrat (ERC) mit einem renommierten Advanced Grant ausgezeichnet worden. Sein Forschungsprojekt „Exploring the Universe through Strong Interactions“ (EUSTRONG) wird über einen Zeitraum von fünf Jahren mit rund 2,3 Millionen Euro gefördert. Es ist bereits der zweite ERC Grant für Professor Schwenk. Diese Meldung basiert auf einer Pressemitteilung der Technischen Universität Darmstadt.

Achim Schwenk, Professor für Kernphysik an der TU Darmstadt und Max-Planck-Fellow am Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg, ist vom Europäischen Forschungsrat (ERC) mit einem renommierten Advanced Grant ausgezeichnet worden. Sein Forschungsprojekt „Exploring the Universe through Strong Interactions“ (EUSTRONG) wird über einen Zeitraum von fünf Jahren mit rund 2,3 Millionen Euro gefördert. Es ist bereits der zweite ERC Grant für Professor Schwenk.

Ziel des Projekts EUSTRONG ist es, die Starke Wechselwirkung, eine der vier Grundkräfte der Natur, im Universum zu erforschen. Die Starke Wechselwirkung ist verantwortlich für das Zusammenhalten von Neutronen und Protonen im Atomkern und für das Verständnis der dichtesten beobachtbaren Materie im Inneren von Neutronensternen. Außerdem spielen Atomkerne eine Schlüsselrolle für den Nachweis von dunkler Materie und bei der Erforschung der leichtesten Neutrino-Teilchen. EUSTRONG wird mit der Entwicklung innovativer Theorien und Methoden neue Entdeckungen in der Physik der Starken Wechselwirkung ermöglichen.

Die Zustandsgleichung dichter Kernmaterie setzt zum Beispiel das Maß für die Masse und die Größe von Neutronensternen. Bei extremen Dichten jenseits derjenigen, die in Atomkernen erreicht werden, sind astrophysikalische Beobachtungen besonders interessant. So können aus LIGO/Virgo Beobachtungen von Gravitationswellen beim Verschmelzen von Neutronensternen sowie aus neuen Beobachtungen mit dem NICER-Instrument der NASA auf der internationalen Raumstation Informationen über den Radius von Neutronensternen gewonnen werden, der sensitiv auf hohe Dichten ist.

„Bisher passt das sehr gut mit unserem Verständnis über die Zustandsgleichung von Kernmaterie überein“, erklärt Professor Schwenk. „Mit EUSTRONG wollen wir nun erstmals aus diesen astrophysikalischen Beobachtungen direkte Einschränkungen auf die Wechselwirkungen in dichter Materie ableiten und so eine einheitliche Beschreibung der Materie in Kernen und Sternen entwickeln.“

Ein weiterer Meilenstein des ERC-Projekts ist die Beschleunigung von Vielteilchenrechnungen mit neuen Emulations- und Netzwerk-Methoden, um systematisch und global ab initio Rechnungen basierend auf der Starken Wechselwirkung für schwere Kerne zu ermöglichen. Dabei liegt ein Fokus auf extrem neutronenreichen schweren Kernen (um die Neutronenzahl 126), die für die Elemententstehung im Universum eine zentrale Rolle spielen. In diesem Bereich wird die zukünftige Beschleunigeranlage FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) in Darmstadt führend sein.

Mit den neuen Entwicklungen wollen Professor Schwenk und sein Team dann auch Schlüsselkerne untersuchen, die in extrem sensitiven Detektoren zum Nachweis dunkler Materie benutzt werden oder für die Entdeckung der kohärenten Neutrino-Streuung verwendet werden, die vor kurzem erstmals gelungen ist. Auf der Suche nach dunkler Materie im Universum und neuer Physik jenseits des Standardmodells spielt die Starke Wechselwirkung so auch eine wesentliche Rolle.

„Die erneute Auszeichnung durch den ERC unterstreicht, wie herausragend die Forschungsleistungen von Professor Achim Schwenk sind“, betont Professorin Barbara Albert, Vizepräsidentin für Forschung und wissenschaftlichen Nachwuchs der TU Darmstadt. Besonders freut sich Professor Schwenk im neuen EUSTRONG Team mit exzellenten jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zusammenzuarbeiten, „denn die Bedingungen in der Kernphysik sind hier einzigartig und die Studierenden und Postdocs sind super“. (TUD/CP)

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Aktuelles FAIR
news-3786 Mon, 26 Apr 2021 12:06:55 +0200 Neuer Mega-Kran für das FAIR-Bauprojekt https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3786&cHash=5faa8542850a871729c0fcd3b604f202 Er kann Lasten von 32 Tonnen heben, ist mehr als 67 Meter hoch und hat einen Ausleger von 80 Meter Länge: Der vor kurzem auf dem FAIR-Baufeld aufgestellte zentrale Turmdrehkran für das Baufeld Süd ist wirklich gewaltig. Eingesetzt wird er im Dienst eines der größten Bauvorhaben für die Forschung weltweit, dem internationalen Beschleunigerzentrum FAIR, das derzeit beim GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt entsteht. Aktuell stehen weitere große Realisierungsschritte an. Nach der Entwick Er kann Lasten von 32 Tonnen heben, ist mehr als 67 Meter hoch und hat einen Ausleger von 80 Meter Länge: Der vor kurzem auf dem FAIR-Baufeld aufgestellte zentrale Turmdrehkran für das Baufeld Süd ist wirklich gewaltig. Eingesetzt wird er im Dienst eines der größten Bauvorhaben für die Forschung weltweit, dem internationalen Beschleunigerzentrum FAIR, das derzeit beim GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt entsteht. Aktuell stehen weitere große Realisierungsschritte an. Nach der Entwicklung des Baufeldes Nord mit seinem großen Ringbeschleuniger SIS100 und dem zentralen Kreuzungsbauwerk rückt nun die Entwicklung des Südbereichs der FAIR-Baustelle zunehmend in den Fokus.

Die Anlieferung des neuen großen Turmdrehkrans für den Südbereich erfolgte auf zwölf Sattelzügen, das Montageteam bestand aus sieben Mann, die Montagezeit einschließlich der Vorbereitung am Boden und der Kalibrierungs- und Einstellarbeiten betrug zwei Tage. Der neue Kran vom Typ Potain MDT 809 ist der größte sogenannte Topless-Turmdrehkran, der jemals von POTAIN (Manitowoc-Gruppe) gebaut wurde. Turmdrehkrane dieses Typs sind bereits auf mehreren Baustellen in Europa, Nordamerika und Asien-Pazifik im Einsatz, unter anderem beim Wiederaufbau der von einem Großbrand zerstörten Kathedrale Notre-Dame in Paris. Der Turmdrehkran MDT 809 bei FAIR ist der erste, der in Deutschland in Dienst gestellt wurde.

Dort wird er in den nächsten Jahren seine Arbeit verrichten und große Lasten heben, die auf der Mega-Baustelle bewegt werden müssen. Zu den Besonderheiten des leistungsstarken Krans – er ist einer der größten im FAIR-Baugewerk – gehören unter anderem hohe Tragfähigkeit und der Einsatz einer High-Performance-Technologie, sehr präzises Fahren und Ferndiagnose mit dem Crane-Control-System (CCS). Auch bei der Montage durch die Firma STRABAG BMTI gab es Besonderheiten. So wurden wegen der großen Stückgewichte sämtliche Komponenten des Oberkranes in Einzelteilen in der Luft montiert. Der gesamte Montageprozess dauerte sieben Stunden, was für einen so großen Turmdrehkran schnell ist. Das Gewicht des kompletten Turmdrehkrans liegt bei 155 Tonnen.

Die STRABAG BMTI GmbH & Co. KG ist als Service- und Dienstleistungsgesellschaft innerhalb des STRABAG-Konzerns für die Disposition, Beschaffung, Vermietung sowie Instandhaltung aller Baumaschinen und Fahrzeuge zuständig. Dabei werden Maschinen, Geräte-/Anlagentechnik und Fahrzeuge aus allen Tätigkeitsbereichen des Konzerns betreut.

Die Manitowoc Company Inc. wurde 1902 gegründet und ist ein Kranhersteller mit über 115 Produktions-, Vertriebs- und Serviceeinrichtungen in 26 Ländern. Das weltweit agierende Unternehmen ist Anbieter für Raupenkrane (Marke Manitowoc), Turmkrane (Potain), mobile Teleskop-Krane (Grove) und Lkw-Aufbaukrane (National Crane).

Das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt betreibt eine große, weltweit einmalige Beschleunigeranlage für Ionen. Bekannteste Ergebnisse sind die Entdeckung neuer chemischer Elemente sowie die Entwicklung einer neuen Krebstherapie. Zurzeit entsteht bei GSI das neue internationale Beschleunigerzentrum FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research), eines der größten Forschungsvorhaben weltweit. Forschende aus aller Welt werden die Anlage für Experimente nutzen, um neue Erkenntnisse über den Aufbau der Materie und die Entwicklung des Universums zu gewinnen, vom Urknall bis heute. Darüber hinaus entwickeln sie neuartige Anwendungen in Medizin und Technik. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3784 Fri, 23 Apr 2021 07:03:00 +0200 Teilnahmerekord beim Online-Girls’Day von GSI und FAIR https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3784&cHash=bcdd23bcca293dc0546b7bb4e75f64cd Am deutschlandweiten Aktionstag Girls’Day, der dieses Jahr am 22. April stattfand, beteiligten sich auch GSI und FAIR mit einer Veranstaltung. Aufgrund der Corona-Pandemie fand der Girls’Day als Videokonferenz statt, an der 90 Mädchen teilnahmen. Für GSI und FAIR ist das ein neuer Teilnahmerekord; zusätzlich bestand durch das Online-Format auch für weit entfernt wohnende Teilnehmerinnen aus ganz Deutschland die Chance, bei der Veranstaltung dabei zu sein. Am deutschlandweiten Aktionstag Girls’Day, der dieses Jahr am 22. April stattfand, beteiligten sich auch GSI und FAIR mit einer Veranstaltung. Aufgrund der Corona-Pandemie fand der Girls’Day als Videokonferenz statt, an der 90 Mädchen teilnahmen. Für GSI und FAIR ist das ein neuer Teilnahmerekord; zusätzlich bestand durch das Online-Format auch für weit entfernt wohnende Teilnehmerinnen aus ganz Deutschland die Chance, bei der Veranstaltung dabei zu sein.

Gleich morgens um 9 Uhr startete die Videokonferenz mit einer Begrüßung durch die organisierende Abteilung für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit und einem Grußwort von Dorothee Sommer, der Leiterin der Personalabteilung. „Die Gleichstellung aller Geschlechter ist uns hier bei GSI und FAIR ein großes Anliegen“, erläuterte Sommer. „Unser Ziel ist es, Mädchen für die Arbeit in Naturwissenschaft und Technik zu begeistern und sie dazu anzuregen, diese Tätigkeitsfelder in ihre Berufswahl mit einzubeziehen. Wir bieten Ausbildungsplätze und die Möglichkeit, Abschlussarbeiten für Bachelor, Master oder Promotion gemeinsam mit unseren Universitätspartnern bei uns durchzuführen. Über eine spätere Bewerbung oder Arbeitstätigkeit der Teilnehmerinnen bei uns würden wir uns sehr freuen!“

Weiter ging es mit einem Kennenlernspiel und einer Online-Besichtigung der Beschleunigeranlagen und Experimente von GSI sowie der Baustelle für das internationale Forschungszentrum FAIR. Ob Linearbeschleuniger, Tumortherapie, Erzeugung neuer Elemente oder HADES-Experiment – überall konnten die Mädchen über vorproduzierte Videos einen Blick in die Anlagen werfen. Die Errichtung von FAIR wurde über Einspieler von Magnettests, des FAIR-Baufelds und eines Drohnenflugs über die Baustelle vorgestellt.

Wie bei einer echten Wissenschaftskonferenz ging es danach in zwei unterschiedlichen Sessions ins Detail: Die Mädchen konnten aus zwei Themenblöcken auswählen, in denen Fachabteilungen ihre Arbeitsgebiete und Berufsbilder vorstellten. Darin stellten sich Forschungsabteilungen wie die Materialforschung und der Detektor ALICE vor, und viele der technischen Fachabteilungen auf dem Campus gaben Einblick in ihre Tätigkeiten: Die Teilnehmerinnen erfuhren, wie im Targetlabor die kleinen Zielscheiben für den Teilchenbeschleuniger hergestellt werden, wie man mithilfe von Kryotechnologie Eiseskälte herstellt und damit supraleitende Magnete betreiben kann, wie man durch Drehen, Fräsen und Bohren in der Mechanischen Werkstatt Bauteile herstellen kann oder wie die Verarbeitung riesiger Datenmengen im Rechenzentrum vonstatten geht. Zusätzlich gab es Infos darüber, wie eine Promotionsarbeit bei GSI/FAIR ablaufen kann. Und auch hier durfte ein Einblick in die FAIR-Baustelle und den Arbeitsalltag der Architekt*innen und Bauingenieur*innen nicht fehlen.

Die Teilnehmerinnen hatten bei jedem Beitrag die Gelegenheit, ihre Fragen an die Expert*innen zu stellen und machten davon regen Gebrauch: „Wie heißen die ganzen Berufsbereiche, die Sie so haben?“, „Wie viel verdienen Physiker ca. und wie lange haben Sie im Studium am Tag gelernt ?“, „Kann man mit dem Teilchenbeschleuniger auch eine Supernova erforschen?“ oder „Wieviel Teilchen werden so im Schnitt durch die Teilchenbeschleuniger geschickt?“ waren beispielsweise Fragen der interessierten Teilnehmerinnen. Dass es ein gelungener Tag war, zeigten Kommentare wie „Dankeschön für die tollen Vorstellungen, es war super toll!“ oder "Der Tag war cool, man hat viel gelernt und die Vorträge konnte man gut verstehen."

„Es war ein anderer Girls’Day, als wir ihn sonst aus den Präsenzveranstaltungen kennen. Aber es hat uns sehr viel Spaß gemacht!“ berichtete Physikerin und Organisatorin Carola Pomplun aus der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit von GSI/FAIR. „Über die große Resonanz auf unser Online-Angebot und natürlich die rege Teilnahme der Mädchen am Veranstaltungstag haben wir uns sehr gefreut. Die vielen Kolleg*innen aus den Fachabteilungen, die uns bei der Durchführung so tatkräftig unterstützt haben, konnten ihre Begeisterung für die Arbeit in Forschung und Technik vermitteln und haben faszinierende Einblicke in ihren Berufsalltag gegeben. Ich hoffe, damit konnten wir ein paar Mädchen zu einer Karriere in den MINT-Bereichen inspirieren.“

Der Girls’Day ist ein bundesweiter Aktionstag. Unternehmen, Hochschulen und andere Einrichtungen in ganz Deutschland öffnen an diesem Tag ihre Türen für Schülerinnen ab der 5. Klasse. Die Mädchen lernen dort Ausbildungsberufe und Studiengänge in IT, Handwerk, Naturwissenschaften und Technik kennen, in denen Frauen bisher eher selten tätig sind. GSI und – seit der Gründung – auch FAIR beteiligen sich bereits seit den Anfängen des Girls’Days an der jährlichen Veranstaltung. (CP)

Weitere Informationen
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Presse Aktuelles FAIR
news-3782 Thu, 01 Apr 2021 10:00:00 +0200 Online-Besichtigungen bei GSI und FAIR werden fortgesetzt https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3782&cHash=acf6692bab570117a1734749ee862da7 Das Interesse an den Online-Besichtigungen bei GSI und FAIR ist groß, das gefragte Angebot wird fortgesetzt: Nächster Termin ist am 8. April (Donnerstag) um 14 Uhr, weitere Termine sind in Vorbereitung und werden auf unserer Homepage veröffentlicht. Die live moderierten Events bieten einen umfassenden Einblick in die aktuelle Forschung und die Experimentiereinrichtungen bei GSI/FAIR und ermöglichen es, individuelle Fragen zu stellen, die von den Moderierenden beantwortet werden. Auch ein exklusiver Blick a Das Interesse an den Online-Besichtigungen bei GSI und FAIR ist groß, das gefragte Angebot wird fortgesetzt: Nächster Termin ist am 8. April (Donnerstag) um 14 Uhr; weitere Termine sind in Vorbereitung und werden auf unserer Homepage veröffentlicht. Die live moderierten Events bieten einen umfassenden Einblick in die aktuelle Forschung und die Experimentiereinrichtungen bei GSI/FAIR und ermöglichen es, individuelle Fragen zu stellen, die von den Moderierenden beantwortet werden. Auch ein exklusiver Blick auf die Mega-Baustelle für das künftige Beschleunigerzentrum FAIR, eines der größten Bauvorhaben für die Forschung weltweit, gehört dazu.

Nach einem Einführungsvortrag geht es mit einer geführten Videotour zu mehreren Forschungsstätten und Anlagen auf dem Campus: Unter anderem können die Teilnehmenden auf diese Weise den 120 Meter langen Linearbeschleuniger UNILAC oder auch den Hauptkontrollraum online besichtigen und viel Neues über die einzigartige Forschung bei GSI und FAIR erfahren. Außerdem gibt es Wissenswertes über den Bau von Komponenten für das zukünftige internationale Beschleunigerzentrum FAIR, das derzeit bei GSI entsteht.

Detaillierte Informationen über technische Voraussetzungen und Zugangsmodalitäten, um an der digitalen Entdeckungsreise in die Welt von GSI und FAIR teilnehmen zu können, gibt es unter www.gsi.de/besichtigung. Eine Anmeldung für die Veranstaltungstermine ist nicht nötig. Es können bis zu 500 Personen teilnehmen. Weitere Fragen zu dem Online-Veranstaltungsangebot können per E-Mail gestellt werden an besichtigung(at)gsi.de. (BP)

Weitere Informationen

Alle Details zum Online-Besichtigungsangebot

Nächster Termin: 08.04.2021, 14:00 Uhr

Weitere Termine: in Vorbereitung (werden hier veröffentlicht)

 

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Aktuelles FAIR
news-3780 Thu, 25 Mar 2021 07:03:00 +0100 ALICE-Masterclass im Online-Format https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3780&cHash=2a644a8a2a661648ad47b773bd68c6fc Auch dieses Jahr nahmen GSI und FAIR an den internationalen Masterclasses für Teilchenphysik teil. Im Rahmen einer ALICE-Masterclass konnten nun 30 Schüler*innen einen Einblick in die physikalische Arbeit und Datenauswertung bekommen. ALICE ist eines der vier Großexperimente am Kollisionsbeschleuniger LHC des Forschungszentrums CERN in Genf und beschäftigt sich insbesondere mit Schwerionenstößen von Bleiatomkernen. Aufgrund der Corona-Pandemie fand die Veranstaltung als Online-Format statt. Auch dieses Jahr nahmen GSI und FAIR an den internationalen Masterclasses für Teilchenphysik teil. Im Rahmen einer ALICE-Masterclass konnten nun 30 Schüler*innen einen Einblick in die physikalische Arbeit und Datenauswertung bekommen. ALICE ist eines der vier Großexperimente am Kollisionsbeschleuniger LHC des Forschungszentrums CERN in Genf und beschäftigt sich insbesondere mit Schwerionenstößen von Bleiatomkernen. Aufgrund der Corona-Pandemie fand die Veranstaltung als Online-Format statt. Die Durchführung fand in Kooperation mit den deutschen ALICE-Universtitätsstandorten in Frankfurt und Münster sowie der AG MINT-Zentrum am Schuldorf Bergstraße statt.

Maßgeblich verantwortlich für die Organisation der ALICE-Masterclasses bei GSI/FAIR ist Dr. Ralf Averbeck aus der Forschungsabteilung „ALICE“. „GSI ist schon von Anbeginn an der Entwicklung neuer Messinstrumente und am wissenschaftlichen Programm von ALICE beteiligt. Das GSI-Rechenzentrum ist ein fester Bestandteil des Computernetzwerks für die Datenauswertung des ALICE-Experiments. Die internationale ALICE-Masterclass, die wir nun schon zum zehnten Mal durchführen, passt daher gut ins Programm“, erläutert der Physiker. „In unserer Masterclass haben die Schüler*innen die Gelegenheit, einmal selbst zu Forschenden zu werden und echte Experimentdaten von ALICE auszuwerten, die in Kollisionen von Blei-Atomkernen aufgenommen wurden. Da die Analyse ohnehin am Computer stattfindet, konnten wir das Angebot auf eine virtuelle Durchführung umstellen und so auch während der Pandemie weiterführen.“

Wenn im LHC Blei-Atomkerne mit unvorstellbarer Wucht aufeinandertreffen, entstehen Bedingungen wie in den ersten Augenblicken des Universums. Bei den Kollisionen entsteht für sehr kurze Zeit ein sogenanntes Quark-Gluon-Plasma – ein Materiezustand, wie er im Universum kurz nach dem Urknall vorlag. Dieses Plasma wandelt sich in Bruchteilen von Sekunden wieder in normale Materie um. Die dabei produzierten Teilchen geben Aufschluss über die Eigenschaften des Quark-Gluon-Plasmas. So können die Messungen in die Geburtsstunde des Kosmos blicken und Informationen über die Grundbausteine der Materie und ihre Wechselwirkung enthüllen.

Neben der gemeinsamen Datenauswertung an zwei aufeinander folgenden Nachmittagen gehörten auch einführende Vorträge in die Teilchenphysik und die computergestützte Datenanalyse sowie eine Live-Führung durch das ALICE-Experiment in Genf zum Program.

Die Masterclasses werden unter der Schirmherrschaft der IPPOG (International Particle Physics Outreach Group) organisiert, deren assoziiertes Mitglied GSI ist. Jedes Jahr kommen mehr als 13.000 Schüler aus 60 Ländern für einen Tag an eine der rund 225 nahe gelegenen Universitäten oder Forschungszentren, um die Geheimnisse der Teilchenphysik zu entschlüsseln. Viele der sonst üblichen Präsenzveranstaltungen wurden aufgrund der Corona-Pandemie übergangsweise in Online-Formate umgewandelt. Alle Veranstaltungen in Deutschland finden in Zusammenarbeit mit dem Netzwerk Teilchenwelt statt, zu dem auch GSI/FAIR gehört. Ziel des bundesweiten Netzwerks zur Vermittlung von Teilchenphysik an Jugendliche und Lehrkräfte ist es, die Teilchenphysik einer breiteren Öffentlichkeit zugänglich zu machen. (CP)

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Aktuelles
news-3774 Tue, 23 Mar 2021 07:05:00 +0100 Geschlossene Hyperflächen – Technologietransferprojekt erhält Förderung durch das hessische Digitalministerium https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3774&cHash=c0f260492a02f8aecd374e88bc7046ba Im Rahmen der Förderinitiative Distr@l des Hessischen Ministeriums für Digitale Strategie und Entwicklung wird in diesem Jahr auch ein Projekt von GSI/FAIR mit einer Summe von rund 45.000 Euro gefördert. Bei den sogenannten RoSEN-Verfahren handelt es sich um die Entwicklung von Software zur Beschreibung von geschlossenen Flächen in mehrdimensionalen Räumen. Die Förderung soll im Rahmen einer Machbarkeitsstudie genutzt werden, um gemeinsam mit Kooperationspartnern aus der Industrie Anwendungsszenarien ... Im Rahmen der Förderinitiative Distr@l des Hessischen Ministeriums für Digitale Strategie und Entwicklung wird in diesem Jahr auch ein Projekt von GSI/FAIR mit einer Summe von rund 45.000 Euro gefördert. Bei den sogenannten RoSEN-Verfahren handelt es sich um die Entwicklung von Software zur Beschreibung von geschlossenen Flächen in mehrdimensionalen Räumen. Die Förderung soll im Rahmen einer Machbarkeitsstudie genutzt werden, um gemeinsam mit Kooperationspartnern aus der Industrie Anwendungsszenarien zu erproben und zu evaluieren. So könnte das Verfahren beispielsweise bei Anwendungen aus dem medizinischen und betriebswirtschaftlichen Bereich oder in der Photogrammetrie zum Einsatz kommen.

Mithilfe von RoSEN (Robust (hyper)Surface Extraction Prodecures in N Dimensions, dt. Robuste Hyperflächenextraktionsprozedur in N Dimensionen) können Datensätze beliebiger Dimension auf gleichartige Datenmerkmale hin untersucht werden. Die entstehenden Hyperflächen gleicher Merkmalsausprägungen können identifiziert, visualisiert und beschrieben werden, so dass mit Hilfe der Ergebnisse eine digitale Weiterverarbeitung, sei es im algebraischen, numerischen oder im grafischen Sinne, möglich wird. Das Verfahren wurde ursprünglich zur Auswertung von Versuchsdaten und zur Simulation von komplexen physikalischen Phänomenen der Schwerionenphysik, wie sie in den Beschleunigerexperimenten bei GSI/FAIR auftreten, entwickelt.

„Gegenüber anderen Methoden haben die RoSEN-Verfahren nachweislich viele Vorteile, wie eine wesentlich geringere Fehlerhäufigkeit, eine effizientere Berechnungsleistung oder die Allgemeingültigkeit, für Datensätze beliebiger Dimensionalität eingesetzt werden zu können“, erläutert der theoretische Physiker Dr. Bernd Schlei. Er entwickelt für die Abteilung „System Design SIS 18 / SIS 100“ Software und ist der Erfinder des RoSEN-Verfahrens. „Insbesondere die Effizienz und die unbegrenzte Einsatzbandbreite sind Eigenschaften, die in bereits existierenden digitalen Werkzeugen zu signifikanten Prozessinnovationen und in potentiellen zukünftigen Anwendungsbereichen in Form von neuen digitalen Werkzeugen als Produktinnovationen genutzt werden könnten.“

In einer Machbarkeitsstudie für eine zukünftige wirtschaftliche Nutzung in vier bis fünf technisch-wirtschaftlich relevanten Anwendungsfeldern sollen sowohl potentielle Prozess- und Produktinnovationen frühzeitig identifiziert, als auch der Grundstein für ein anschließendes Technologietransfervorhaben gelegt werden. Die Anwendungsszenarien sollen in Partnerschaften mit teilweise bereits vorausgewählten Kooperationspartnern erprobt werden. „RoSEN ist ein gutes Beispiel dafür, dass aus der Grundlagenforschung stammende Erkenntnisse auch für Anwendungen nutzbar sind, die der gesamten Gesellschaft zugutekommen können“, lobt Dr. Tobias Engert, Leiter des Technologietransfers bei GSI/FAIR, das Verfahren. „Wir sind an weiteren Kooperationspartnern, insbesondere aus den Bereichen der Medizintechnik, der Pharmakologie und der Betriebswirtschaft, für die Testphase interessiert.“

Als Türöffner zu möglichen Anwendern und zur Koordination der Machbarkeitsstudie hat GSI die Firma TREAVES Research & Consult GmbH beauftragt. Treaves ist selbst eine Ausgründung von Absolvent*innen der Hochschule und der Technischen Universität Darmstadt und agiert als Dienstleister für angewandte Naturwissenschaften. Besonders im Bereich der Digitalisierung konnte das Unternehmen bereits umfassend Erfahrungen mit der Durchführung von geförderten Projekten sammeln und bringt vielfältige Kontakte aus der Industrie ein.

Die Projektkosten von rund 91.000 Euro werden zur Hälfte von GSI/FAIR getragen und zur anderen Hälfte über die Distr@l-Förderung des Hessischen Ministeriums für Digitale Strategie und Entwicklung finanziert. Das Förderprogramm Distr@l bietet in den Bereichen digitaler Innovationen sowie Forschung und Entwicklung ein bedarfsgerechtes Förderprogramm.

Die derzeit geplanten Anwendungsfelder, mit denen sich die RoSEN-Machbarkeitsstudie beschäftigen soll, sind zum einen die numerische Simulation technisch relevanter, fluid-und strukturdynamischer Probleme, wie die Simulation von Energiespeichersystemen für die regenerative Energieversorgung, zum anderen auch die pharmakokinetische Populationsmodellierung, die eine große Rolle in der Wirkstoffentwicklung spielt und beispielsweise auch im Rahmen der aktuellen Covid-19-Pandemie zum Einsatz kommt. Aus Sicht von Dr. Arthur Rudek, dem Gründer und Geschäftsführer der Treaves GmbH, könnten weitere Anwendungen in der industriellen Photogrammetrie, der betriebswirtschaftlichen Unternehmenssteuerung oder, ganz allgemein und branchenübergreifend, in der effizienzverbesserten Durchführung von Optimierungsstudien mit großen Datengrundgesamtheiten liegen.

Mit Hilfe der Photogrammetrie werden beispielsweise technische Anlagen und Gebäude zur computergestützten Prozess-oder Fehleranalyse digitalisiert. Auch in der Medizintechnik spielt die Bilddatenverarbeitung eine wichtige Rolle, etwa in der zeitabhängigen Verarbeitung drei-bis vierdimensionaler CT-, MRT-oder Röntgenaufnahmen, bei der Diagnose von Krankheiten oder Verletzungen oder auch im Rahmen der Covid-19-Pandemie, beispielsweise zur Untersuchung der Spätfolgen beeinträchtigter Lungen. Im Rahmen einer Nutzung für die betriebswirtschaftliche Unternehmenssteuerung sollen multivariante Parameterräume betriebswirtschaftlicher Kennzahlen zur Bewertung der Wirtschaftsleistung einzelner Unternehmensteile herangezogen werden, damit effizientere betriebswirtschaftliche Prozesse und eine erhöhte Rentabilität möglich werden. (CP)

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Aktuelles
news-3776 Fri, 19 Mar 2021 07:17:00 +0100 „target“-Magazin Ausgabe 19 ist erschienen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3776&cHash=0e969802574542407296de8a6c5f97a1 In der nun erschienenen Ausgabe Nr. 19 unseres GSI/FAIR-Magazins „target“ zeigt sich die Vielfalt unseres wissenschaftlichen Arbeitens. Forschung an Tumortherapie, superschweren Elementen, schwarzen Löchern und exotischen Kernzuständen in Zusammenarbeit mit vielen Partnereinrichtungen erweitern unser Wissen über unsere Welt und unseren Kosmos getreu unserem Motto: das Universum im Labor. In der nun erschienenen Ausgabe Nr. 19 unseres GSI/FAIR-Magazins „target“ zeigt sich die Vielfalt unseres wissenschaftlichen Arbeitens. Forschung an Tumortherapie, superschweren Elementen, schwarzen Löchern und exotischen Kernzuständen in Zusammenarbeit mit vielen Partnereinrichtungen erweitern unser Wissen über unsere Welt und unseren Kosmos getreu unserem Motto: das Universum im Labor.

Gleichzeitig schreitet die Errichtung von FAIR sowohl auf dem Baufeld als auch bei der Produktion von Komponenten für Beschleuniger und Experimente voran. In drei Interviews stellen wir Menschen vor, deren Geschichten stellvertretend für all unsere engagierten Mitarbeitenden und Forschenden stehen. Auch unser Veranstaltungsangebot an die Öffentlichkeit konnten wir durch den Umstieg auf Online-Formate aufrechterhalten und auf neue Zielgruppen erweitern. (CP)

Download von "target" – Ausgabe 19, März 2021 (PDF, 20 MB)

Weitere Informationen:
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Aktuelles FAIR
news-3778 Wed, 17 Mar 2021 09:22:48 +0100 Treffen der Industry-Liaison-Officers von FAIR https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3778&cHash=44478572c97e028fbd334f83a7ab133e Die Facility of Antiproton and Ion Research in Europe GmbH (FAIR) war Gastgeberin für ein Treffen der Industrial Liaison Officers (ILOs) aus den Partnerländern. Die Veranstaltung bot den teilnehmenden ILOs die Möglichkeit, die neuesten Informationen zu Themen in Verbindung mit dem FAIR-Projekt zu erhalten, einschließlich der Fortschritte bei den FAIR-Teilprojekten sowie wichtiger Informationen zu Beschaffung und Sachleistungen (In-Kind-Beiträge). Sie wurden auch über die anderen Netzwerkplattformen und Ver Die Facility of Antiproton and Ion Research in Europe GmbH (FAIR) war Gastgeberin für ein Treffen der Industrial Liaison Officers (ILOs) aus den Partnerländern. Die Veranstaltung bot den teilnehmenden ILOs die Möglichkeit, die neuesten Informationen zu Themen in Verbindung mit dem FAIR-Projekt zu erhalten, einschließlich der Fortschritte bei den FAIR-Teilprojekten sowie wichtiger Informationen zu Beschaffung und Sachleistungen (In-Kind-Beiträge). Sie wurden auch über die anderen Netzwerkplattformen und Veranstaltungen informiert, die in absehbarer Zukunft stattfinden.

Der Technische Geschäftsführer von FAIR und GSI, Jörg Blaurock, und der Administrative Geschäftsführer von FAIR und GSI, Ulrich Breuer, begrüßten die Industry Liaison Officers. Der Technische Geschäftsführer eröffnete das Treffen, präsentierte den aktuellen FAIR-Projektstatus, den Fortschritt der Bauarbeiten und informierte die ILOs über die wesentlichen Fortschritte bei der Projektausführung. Das Treffen wurde mit Informationen über das Mandat des FAIR-Councils und die Zielsetzungen des ILO-Treffens fortgesetzt, die von David Urner, Leiter der GSI/FAIR-In-Kind-Abteilung, vorgestellt wurden. Anna Hall, Direktorin von Big Science Sweden, moderierte eine lebhafte Diskussion unter den ILOs.

Ein Update zu den Beschaffungsrichtlinien und -optionen bei FAIR gab Michèle Spatar, Abteilungsleiterin Einkauf und Materialwirtschaft, eine Präsentation zu bevorstehenden Ausschreibungen für FAIR wurde von David Urner, Leiter In-Kind, abgehalten. Auf diese Präsentationen folgte eine moderierte Sitzung mit Fragen und Antworten, in der alle ILOs Fragen mit der Abteilungsleiterin Einkauf und Materialwirtschaft und dem Leiter der In-Kind-Abteilung klären konnten. Die Vertreterin der schwedischen ILO von Big Science Sweden, Frida Tibblin-Citron, und der britische ILO von UKRI-STFC, Carol Watts, stellten ihre Arbeitsbereiche vor und lieferten nützliche Ressourcen und Einblicke, wie die ILOs in ihrem Land organisiert sind. Die ILOs wurden über andere ILO-zentrierte Plattformen und Veranstaltungen in absehbarer Zukunft informiert, um engere Beziehungen zwischen den ILOs von FAIR und anderen wissenschaftlichen Einrichtungen in der Beschaffungsphase zu generieren.

Die ILOs vereinbarten, halbjährliche Sitzungen abzuhalten, um sich auf dem aktuellen Stand zu halten. Das Hauptziel der halbjährlichen Treffen ist, den ILOs Informationen zur Verfügung zu stellen, um weitere Gespräche mit der Industrie und Partnern in ihren jeweiligen Ländern über Kooperationsmöglichkeiten bei FAIR zu fördern. Die ILOs treffen sich wieder am 17. September 2021 in Darmstadt.

Mehr Informationen

Aktuelles Drohnenvideo zur FAIR-Baustelle

Informationen über FAIR/GSI-Einkauf und Materialwirtschaft

In-Kind und Procurement / ILO-Informationen aus den Partnerländern

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Aktuelles FAIR
news-3772 Mon, 15 Mar 2021 13:32:00 +0100 „Science“-Publikation: Meteoriten geben Hinweise auf die Bedingungen von Sternexplosionen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3772&cHash=0e0bb3dc329d29ee503b03520b4bd9e1 Ein internationales Forscherteam, darunter Professorin Dr. Almudena Arcones vom GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und der TU Darmstadt und Dr. Marius Eichler, untersuchte die Entstehung unseres Sonnensystems vor 4,6 Milliarden Jahren und gewann dabei neue Erkenntnisse über den kosmischen Ursprung der schwersten Elemente im Periodensystem. Die Ergebnisse sind nun in der Fachzeitschrift „Science“ veröffentlicht worden. Diese Meldung basiert auf einer Pressemitteilung der TU Darmstadt

Ein internationales Forscherteam, darunter Professorin Dr. Almudena Arcones vom GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und der TU Darmstadt und Dr. Marius Eichler, untersuchte die Entstehung unseres Sonnensystems vor 4,6 Milliarden Jahren und gewann dabei neue Erkenntnisse über den kosmischen Ursprung der schwersten Elemente im Periodensystem. Die Ergebnisse sind nun in der Fachzeitschrift „Science“ veröffentlicht worden.

Die Frage, bei welchen astronomischen Ereignissen der schnelle Neutroneneinfangsprozess, kurz r-Prozess, stattfinden kann, der die schwersten Elemente im Universum wie Jod, Gold, Platin, Uran, Plutonium und Curium erzeugt, ist seit Jahrzehnten unbeantwortet. Derzeit geht man davon aus, dass der r-Prozess bei Kollisionen zwischen zwei Neutronensternen, einem Neutronenstern und einem Schwarzen Loch oder bei seltenen Supernova-Explosionen nach dem Tod massereicher Sterne ablaufen kann.

Einige der durch den r-Prozess erzeugten Kerne sind radioaktiv und brauchen Millionen von Jahren, um in stabile Kerne zu zerfallen. Jod-129 und Curium-247 sind zwei solche radioaktive Kerne. Sie wurden bei der Entstehung der Sonne in Meteoriten festgehalten und haben eine erstaunliche Besonderheit: Sie zerfallen mit fast genau der gleichen Geschwindigkeit. Das bedeutet, dass sich das Verhältnis von Jod-129 zu Curium-247 seit ihrer Entstehung vor Milliarden von Jahren nicht verändert hat. „Da das Verhältnis von Jod-129 zu Curium-247 wie ein prähistorisches Fossil in der Zeit eingefroren ist, können wir einen direkten Blick auf die letzte Welle der Produktion schwerer Elemente werfen, die die Zusammensetzung des Sonnensystems aufbaute“, sagt Benoit Côté, der Erstautor der Studie.

Das Team berechnete das Verhältnis von Jod-129 zu Curium-247, das bei Kollisionen zwischen Neutronensternen und Schwarzen Löchern entsteht, und verglich ihre Modellvorhersagen mit den in Meteoriten gefundenen Werten. Die Forschenden kamen zu dem Schluss, dass die Anzahl der Neutronen während des letzten r-Prozess-Ereignisses, das der Geburt des Sonnensystems vorausging, nicht zu hoch sein kann, da sonst zu viel Curium im Verhältnis zu Jod erzeugt wird. Dies impliziert, dass sehr neutronenreiche Quellen, wie zum Beispiel das Material, das während einer Kollision von der Oberfläche eines Neutronensterns abgerissen wurde, wahrscheinlich keine wichtige Rolle gespielt haben, während mäßig neutronenreiche Bedingungen, die oft in den Auswürfen der Akkretionsscheibe gefunden werden, die sich um das Verschmelzungsereignis bilden, eher mit dem meteoritischen Wert übereinstimmen.

Da Nukleosynthese-Vorhersagen auf unsicheren nuklearen und stellaren Eigenschaften beruhen, steht die endgültige Antwort darauf, welches astronomische Objekt die genaue Quelle war, noch nicht fest. „Die Möglichkeit, durch das Verhältnis von Jod-129 zu Curium-247 einen direkteren Blick auf die fundamentale Natur der Nukleosynthese schwerer Elemente zu werfen, ist jedoch eine spannende Aussicht“, sagt Dr. Marius Eichler, der ebenfalls Teil des untersuchenden Teams und Postdoc in der Gruppe von Professorin Dr. Almudena Arcones war.

Auf diese Arbeit aufbauend, können zukünftige astrophysikalische Simulationen von Sternverschmelzungen und Sternexplosionen in Kombination mit Kernphysikexperimenten, wie sie bei GSI und dem dort entstehenden internationalen Beschleunigerzentrum FAIR geplant sind, nun auch an meteoritischen Bedingungen getestet werden, um die Quelle der schwersten Elemente des Sonnensystems zu entschlüsseln.

Die Forschungsarbeit von Dr. Marius Eichler und Professorin Almudena Arcones wurde teilweise durch den ERC Starting Grant EUROPIUM und den DFG-Sonderforschungsbereich 1245 unterstützt. (TUD/BP)

Weitere Informationen

Wissenschaftliche Veröffentlichung im Fachmagazin Science (Englisch)

 

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Aktuelles FAIR
news-3768 Thu, 11 Mar 2021 07:44:00 +0100 FAIR-GENCO-Auszeichnungen 2021 https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3768&cHash=043f8c5497b717a79d4fba4cea070733 Vor Kurzem fand das jährliche Treffen der FAIR-GSI Exotic Nuclei Community (GENCO) per Videokonferenz statt. Dabei wurden – wie jedes Jahr – der Young Scientist Award verliehen sowie neue Mitglieder aufgenommen. Den Vortrag „Ode an die Projektil-Fragmentierung“ hielt Professor Marek Pfuetzner von der Universität Warschau im Rahmen des zugehörigen Fest-Kolloquiums. Vor Kurzem fand das jährliche Treffen der FAIR-GSI Exotic Nuclei Community (GENCO) per Videokonferenz statt. Dabei wurden – wie jedes Jahr – der Young Scientist Award verliehen sowie neue Mitglieder aufgenommen. Den Vortrag „Ode an die Projektil-Fragmentierung“ hielt Professor Marek Pfuetzner von der Universität Warschau im Rahmen des zugehörigen Fest-Kolloquiums.

Der FAIR-GENCO Young Scientist Award ging an Dr. Ruben de Groote, der im Jahr 2017 an der Universität in Löwen, Belgien, promoviert hat und derzeit in Jyväskylä, Finnland, auf dem Gebiet der Laserspektroskopie an exotischen Atomkernen forscht. Der Nachwuchspreis wird von der FAIR-GSI Exotic Nuclei Community jedes Jahr an herausragende Nachwuchsforschende vergeben, die auf dem Feld der experimentellen oder theoretischen Kernphysik oder –chemie arbeiten. Die Preisträger*innen werden von einer internationalen Jury ausgewählt. Der Preis ist mit 1.000 Euro dotiert und wird im Rahmen der NUSTAR-Jahrestagung verliehen.

Mit dem Membership Award zeichnete die GENCO Community folgende neue Mitglieder aus:

  • Dr. Anu Kankainen (Universität Jyväskylä) für die Erforschung exotischer Atomkerne mittels Massenspektrometrie und deren Anwendungen in der Nuklearen Astrophysik zum besseren Verständnis der stellaren und explosiven Nukleosynthese.
  • Dr. Takehiko Saito (RIKEN und GSI) für seine bahnbrechenden Entwicklungen zur Produktion und Erforschung von Hyperkernen in Schwerionenreaktionen sowie die Entdeckung von elektrisch neutralen Kernen.
  • Prof. Dr. Achim Schwenk (TU Darmstadt) für seine herausragenden theoretischen Arbeiten auf dem Gebiet der Kernphysik und seine ausgezeichneten Beiträge auch zu experimentellen Arbeiten sowie als treibende Kraft vieler neuer Entwicklungen bei GSI.
  • Dr. Kathrin Wimmer (IEM-CSIC Madrid) für ihre bemerkenswerten Ergebnisse zur Untersuchung der Schalenstruktur von instabilen Atomkernen fernab des Stabilitätstals und neue methodische Entwicklungen für Experimente zur Strukturuntersuchung sehr kurzlebiger Atomkerne am Super-FRS bei FAIR. (CP)
Weitere Informationen
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Aktuelles FAIR
news-3770 Tue, 09 Mar 2021 09:00:00 +0100 Renommierte europäische Forschungsförderung mit engen Verbindungen zu GSI/FAIR https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3770&cHash=a30f08e941d210a7316cb08a80fe7ee1 Der Europäische Forschungsrat (European Research Council, ERC) gewährt jedes Jahr mehrere äußerst renommierte Forschungsförderpreise für die Spitzenforschung. Die herausragende Qualität der wissenschaftlichen Forschung bei GSI und FAIR war im vergangenen Jahr gleich mit zwei „ERC Advanced Grants“ für die GSI-Physiker Marco Durante und Gabriel Martínez-Pinedo direkt gewürdigt worden. Außerdem besitzen GSI und FAIR auch große Anziehungskraft für ERC-Grant-Preisträger anderer Forschungseinrichtungen, die über Der Europäische Forschungsrat (European Research Council, ERC) gewährt jedes Jahr mehrere äußerst renommierte Forschungsförderpreise für die Spitzenforschung. Die herausragende Qualität der wissenschaftlichen Forschung bei GSI und FAIR war im vergangenen Jahr gleich mit zwei „ERC Advanced Grants“ für die GSI-Physiker Marco Durante und Gabriel Martínez-Pinedo direkt gewürdigt worden. Außerdem besitzen GSI und FAIR auch große Anziehungskraft für ERC-Grant-Preisträger anderer Forschungseinrichtungen, die über ihre Fachthemen eng mit GSI/FAIR verbunden sind oder hier den experimentellen Teil ihres Projektes umsetzen. Die jüngsten Beispiele hierfür: Professor Evgeny Epelbaum von der Ruhr-Universität Bochum und Dr. Kathrin Wimmer vom Spanish National Research Council (CSIC).

Dr. Kathrin Wimmer vom Institut für Struktur der Materie (IEM-CSIC) koordiniert das Projekt LISA (Lifetime measurements with Solid Active targets), das seltene Atomkerne mit innovativen Detektoren und hochauflösender Gammastrahlenspektroskopie messen will. Für den praktischen Forschungsteil wird sie im Rahmen ihres gerade verliehenen „ERC Consolidator Grants“ auch die GSI-/FAIR-Einrichtungen nutzen.

Ziel des LISA-Projekts ist die Entwicklung einer neuartigen Methode zur Lebensdauermessung in Atomkernen. Lebensdauern beschreiben die Kollektivität eines Kerns anhand seiner elektromagnetischen Übergangseigenschaften. Der experimentelle Ansatz basiert auf einem aktiven Target unter Verwendung neuartiger Diamantdetektoren und wird die Möglichkeiten für Messungen in exotischen Kernen dramatisch verbessern. In Verbindung mit dem hochmodernen Gammastrahlen-Tracking-Detektor AGATA wird LISA die gegenwärtigen Herausforderungen von Lebensdauermessungen mit Strahlen instabiler Kerne geringer Intensität erfüllen.

LISA wird die einzigartigen Fähigkeiten des bei GSI entstehenden Beschleunigerzentrums FAIR nutzen. Die zukünftige Fragmentierungsanlage soll die exotischsten und intensivsten radioaktiven Ionenstrahlen liefern. LISA wird das Kernstrukturprogramm von HISPEC, einem herausragenden Projekt innerhalb der NUSTAR-Wissenschaftssäule bei FAIR, erheblich erweitern. Die Ergebnisse werden einen signifikanten Einfluss auf die theoretische Beschreibung und die Modellierung von Atomkernen haben, wodurch ihre Vorhersagen zuverlässiger werden. Die Preisträgerin Dr. Kathrin Wimmer, gegenwärtig am CSIC in Madrid tätig, und Dr. Jürgen Gerl, NUSTAR-Koordinator und Leiter der Kernstrukturabteilung der GSI, freuen sich sehr auf die gemeinsame Arbeit an dem spannenden LISA-Projekt bei GSI.

Professor Evgeny Epelbaum ist über sein mit einem „ERC Advanced Grant“ gefördertes Projekt „Nuclear Theory from First Principles“ thematisch eng mit GSI/FAIR verbunden. In dem Projekt will der Inhaber des Lehrstuhls für Theoretische Physik der Ruhr-Universität Bochum (RUB) mit theoretischen Methoden die Kräfte beschreiben, die zwischen drei Kernteilchen wirken.

Paarweise Wechselwirkungen zwischen zwei Nukleonen sind bereits relativ gut verstanden. Somit können Physiker beschreiben, was im Inneren des einfachsten Atomkerns – bestehend aus zwei Nukleonen – vor sich geht. Ganz anders sieht es aus, wenn man kompliziertere Atomkerne bestehend aus drei oder mehr Nukleonen betrachtet. Hier geben die Wechselwirkungen bislang Rätsel auf. An dieser Stelle setzt das Forschungsprojekt von Evgeny Epelbaum an. Er will mit seinem Team die Kräfte beschreiben, die in einem System aus drei und mehr Nukleonen wirken. Dazu nutzen die Wissenschaftler*innen einen theoretischen Zugang, der als effektive Feldtheorie bekannt ist und in der Teilchenphysik eine breite Anwendung findet. Mit diesem Ansatz hat die Bochumer Gruppe in der Vergangenheit bereits präzise die Wechselwirkungen zwischen zwei Nukleonen beschrieben. Nun wollen sie den Ansatz auf Drei-Teilchen-Kräfte übertragen.

Mithilfe der im Rahmen des ERC Grants entwickelten Theorie will das Team außerdem die vorhandenen experimentellen Daten für das Drei-Nukleonen-System analysieren. Experimente zum Verständnis von Mehr-Nukleonen-Systemen sind wesentlicher Bestandteil des FAIR-Forschungsprogramms im Bereich Kernstruktur. Ziel des Teams ist es, die Diskrepanzen zwischen Theorie und Experiment aufzulösen. Des Weiteren sind numerische Simulationen für komplexere nukleare Systeme geplant, die aus noch mehr Teilchen bestehen, um Zusammenhänge zwischen den Kernkräften und ihre Eigenschaften zu ergründen. Solche Simulationen erlauben auch Einblicke in Bereiche, die keiner experimentellen Untersuchung zugänglich sind. So lässt sich beispielsweise erforschen, wie die Eigenschaften von Atomkernen oder Prozesse in den Sternen von Naturkonstanten – wie der Masse der Quarks – abhängen.

Ein weiteres Beispiel aus dem Jahr 2020 für herausragende, mit einem ERC-Grant gewürdigte Forschende ist auch Professorin Beatriz Jurado vom Centre Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan (CENBG), die zeitgleich mit den GSI-Physikern Professor Marco Durante und Professor Gabriel Martínez-Pinedo einen „ERC Advanced Grant“ erhalten hatte, und ebenfalls die Forschungseinrichtungen von GSI/FAIR für die Umsetzung des experimentellen Teils ihres ERC-Grant-Projektes nutzen wird. Ziel ihres Projekts mit dem Titel „Nuclear rEaCTions At storage Rings (NECTAR)“ ist die Entwicklung einer neuen Methodik zur indirekten Bestimmung von neutroneninduzierten Querschnitten instabiler Kerne. Diese Querschnitte sind wesentlich für die nukleare Astrophysik. Das Projekt von Beatriz Jurado soll in seinem experimentellen Teil ebenfalls an der Beschleunigeranlage auf dem GSI/FAIR-Campus im Rahmen von FAIR-Phase 0 umgesetzt werden, genutzt werden die Speicherringe ESR und CRYRING.

Der Wissenschaftliche Geschäftsführer von GSI und FAIR, Professor Paolo Giubellino, zeigte sich begeistert, dass zusätzlich zu den eigenen Wissenschaftler*innen gleich mehrere von der EU ausgezeichnete Forschende mit GSI/FAIR eng verbunden sind: „Ich freue mich, dass die Forschungs-Community ihr Interesse an den GSI-/FAIR-Forschungsanlagen und der hier betriebenen Wissenschaft zeigt und dass der erstklassige Stellenwert dieser Themen von den ERC-Grant-Gremien anerkannt wird.“ (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3766 Mon, 01 Mar 2021 14:09:49 +0100 Erfolgreicher Workshop zur Hochenergiedichtephysik mit Laser- und Ionenstrahlen, „PHEDM-Hirschegg“, im Online-Format https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3766&cHash=e7b0f2460297224e1937ff51bbe4f869 Rund 220 Fachleute aus aller Welt haben am „PHEDM-Hirschegg Workshop 2021“ teilgenommen: Mit dem neuen Meeting-Format als Online-Veranstaltung konnten die Veranstaltenden das fünftägige Treffen für besonders viele Teilnehmende öffnen und zugleich der Corona-Situation Rechnung tragen. Rund 220 Fachleute aus aller Welt haben am „PHEDM-Hirschegg Workshop 2021“ teilgenommen: Mit dem neuen Meeting-Format als Online-Veranstaltung konnten die Veranstaltenden das fünftägige Treffen für besonders viele Teilnehmende öffnen und zugleich der Corona-Situation Rechnung tragen.

Der Workshop zum Thema „High-Energy-Density Physics with laser and ion beams“ fand in den vergangenen 40 Jahren als jährliche Veranstaltung im Darmstädter Haus der TU Darmstadt im österreichischen Hirschegg statt, wo die Teilnehmendenzahl auf 90 begrenzt ist. Er bietet ein internationales Forum zur Diskussion der Physik mit hoher Energiedichte, einschließlich der Grundlagenforschung, der Wechselwirkung von intensiven Laser- und Teilchenstrahlen mit Materie und der Trägheitsfusion. Viele der Teilnehmenden sind aktive Mitglieder der HED@FAIR-Kollaboration, einer der Kollaborationen, die für die Umsetzung des experimentellen Programms an der FAIR-Anlage verantwortlich sind.

Insgesamt gab es bei der diesjährigen Veranstaltung 56 Talks, zwei Poster-Sessions mit je 15 Postern und zwei Tutorial-Sessions für Studierende, ein Format, das in diesem Jahr neu eingeführt wurde. Der Workshop versammelte Teilnehmende über 19 Zeitzonen hinweg, von New South Wales in Australien bis nach Kalifornien. Ermöglicht wurde dies nicht nur durch das Live-Streaming der Beiträge, sondern auch durch deren Aufzeichnung und schnelle Verfügbarkeit über den GSI-Server. Zu Spitzenzeiten waren mehr als 120 Teilnehmende gemeinsam online, ein Teil der Forschenden war unter Beachtung der Corona-Regeln direkt vom GSI/FAIR-Campus aus zugeschaltet.

FAIR steht schon seit vielen Jahren im Mittelpunkt des Interesses der auf dem Workshop versammelten Community. So wurde der Vortrag des wissenschaftlichen Geschäftsführers von GSI und FAIR, Paolo Giubellino, über den Status des Projekts mit Spannung erwartet und die Neuigkeiten über die jüngsten Fortschritte wurden sehr gut aufgenommen. Nach seinem tragischen Tod 2020 wurde Akademiemitglied Vladimir Fortov, einer der Väter der Plasmaphysik bei GSI und der Hochenergiedichteforschung bei FAIR, von vielen Vortragenden gewürdigt, in Erinnerung an seine Arbeit und sein Engagement für die Wissenschaft.

Zu den aktuellen Themen dieses Jahres gehörten unter anderem die Eigenschaften von hochenergetischer, durch intensive Ionenstrahlen und Laser erzeugter, dichter Materie, außerdem Strahl-Plasma-Wechselwirkungen, Diagnosemethoden für Materie mit hoher Energiedichte und Beschleunigeraspekte rund um intensive Strahlen. Auch künftige und entstehende HED (High Energie Density)-Anlagen waren ein Thema.

Am letzten Veranstaltungstag wurde die Verleihung der vier Poster-Preise für junge Forschende vorgenommen. Die Auszeichnungen gingen in diesem Jahr an Studierende aus Deutschland, Indien und Russland. Professor Paolo Giubellino unterstrich aus diesem Anlass die Bedeutung der Nachwuchsförderung: „Es ist wichtig, junge, internationale Talente frühzeitig zu fördern, um so die Wissenschaftler*innen der Zukunft zu gewinnen und ihnen die Möglichkeit zu bieten, ihr Talent zu entfalten. Die Studierenden von heute sind die Forschenden von morgen, die auch im Bereich der Physik der hohen Energiedichten arbeiten werden. Für die Wissenschaft und auch für die Forschung am künftigen Beschleunigerzentrum FAIR ist es existenziell, die besten Köpfe anzuziehen und zu motivieren.“ (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3764 Thu, 25 Feb 2021 10:00:00 +0100 Exzellente Forschung fördern: Dynamik von Neutronensternen steht im Mittelpunkt des Clusterprojekts ELEMENTS https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3764&cHash=14c598d6327995a18c33a732fc4c06f7 Mit fast 40 Millionen Euro über einen Zeitraum von vier Jahren unterstützt die Landesregierung die Spitzenforschung in Hessen. Sechs Projekte der Universitäten in Darmstadt, Frankfurt, Gießen und Marburg gemeinsam mit weiteren Hochschulen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen werden in der vom Land aufgelegten Förderlinie „Clusterprojekte“ ab April 2021 gefördert. Das Land stärkt damit die für Hessens Universitäten besonders profilgebenden Forschungsbereiche, zu denen auch die Teilchenphysik gehör Diese Meldung basiert auf Pressemitteilungen des Hessischen Ministeriums für Wissenschaft und Kunst sowie der TU Darmstadt

Mit fast 40 Millionen Euro über einen Zeitraum von vier Jahren unterstützt die Landesregierung die Spitzenforschung in Hessen. Sechs Projekte der Universitäten in Darmstadt, Frankfurt, Gießen und Marburg gemeinsam mit weiteren Hochschulen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen werden in der vom Land aufgelegten Förderlinie „Clusterprojekte“ ab April 2021 gefördert. Das Land stärkt damit die für Hessens Universitäten besonders profilgebenden Forschungsbereiche, zu denen auch die Teilchenphysik gehört. Eines der geförderten Projekte ist ELEMENTS, an dem auch das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung beteiligt ist.

2017 gelang erstmals der Nachweis von Gravitationswellen verschmelzender Neutronensterne und ihrer elektromagnetischen Signale – ein Wendepunkt in der Multimessenger-Astronomie. Das Clusterprojekt ELEMENTS (Exploring the Universe from microscopic to macroscopic scales) bringt Wissenschaftler*innen unterschiedlicher Forschungsfelder der Physik zusammen, um den Ursprung der chemischen Elemente im Universum zu erforschen. Dabei werden Fragen der Physik zu den grundlegenden Eigenschaften von Materie beantwortet. Experimentell profitiert das Projekt von der weltweit einmaligen Infrastruktur an Teilchenbeschleunigern in Hessen einschließlich der im Aufbau befindlichen FAIR-Anlage, die derzeit bei GSI entsteht.

Das Projekt vereint dabei die starken Forschungskräfte mehrerer international führender Institutionen. Es wird im Rahmen der „Clusterprojekte“-Förderlinie des Landes zur Vorbereitung auf die nächste Runde der Bund-Länder-Exzellenzstrategie bis 2025 mit 7,9 Millionen Euro gefördert. Neben der Goethe-Universität Frankfurt und der TU Darmstadt, die zu gleichen Teilen das Projekt anführen, sind auch die Universität Gießen und das GSI Helmholtzzentrum beteiligt. Durch diesen Verbund können die Forschenden ihre herausragende Expertise in Gravitationsphysik und in der Physik von Nuklearreaktionen verknüpfen sowie die Beschleunigeranlagen in Darmstadt – die entstehende FAIR-Anlage bei GSI und den Elektronenbeschleuniger S-DALINAC der TU im Institut für Kernphysik – synergetisch nutzen.

„Ich bin erfreut über diese Entscheidung des Landes Hessen“, sagte der Wissenschaftliche Geschäftsführer von GSI und FAIR, Professor Paolo Giubellino. „Wir in Hessen verstehen es, die richtigen Menschen und die richtigen Themen zusammen zu bringen. Wir haben hier Forschungsstrukturen auf internationalem Top-Niveau. Das ermöglicht es uns, eine führende Position in den wichtigen Forschungsfeldern der Zukunft zu erreichen. Schon das aktuelle Forschungsprogramm bei GSI und FAIR bietet hervorragende Möglichkeiten, in den kommenden Jahren wird das Beschleunigerzentrum FAIR weiteres innovatives Potenzial erschließen.“

„Die Entscheidung freut mich außerordentlich“, sagte auch TU-Präsidentin Professorin Tanja Brühl. „Sie würdigt die Synergien zwischen herausragender universitärer und außeruniversitärer Forschung. Die hier verankerte, weltweit einmalige Infrastruktur an Teilchenbeschleunigern inklusive der künftigen FAIR-Anlage wird zu einer erfolgreichen Zukunft beitragen.“ Brühl fügte hinzu, dass das Projekt auch die von den Universitäten Mainz, Frankfurt und Darmstadt gebildete Allianz der Rhein-Main-Universitäten stärke.

ELEMENTS wird Neutronensterne studieren, die gerade noch sichtbaren, kleinen Brüder von Schwarzen Löchern. Sie entstehen nach dem Ausbrennen eines Sterns, wenn dieser nicht massereich genug war, um nach seinem Ende durch den eigenen Gravitationsdruck zu einem Schwarzen Loch zusammengepresst zu werden. Neutronensterne sind, wie auch Schwarze Löcher, Ursache für extreme Raum-Zeit-Krümmungen, und wenn Neutronensterne oder Schwarze Löcher verschmelzen, entstehen nachweisbare Gravitationswellen. Wegen ihrer kosmischen Auswirkungen und extremen Bedingungen sind beide Phänomene für Forschende auf der ganzen Welt sehr spannend. Neutronensterne erlauben, anders als Schwarze Löcher, sogar Rückschlüsse auf ihr Inneres.

So sind Neutronensternverschmelzungen als extrem lichtstarke Vorgänge, Kilonovae, am Himmel sichtbar, bei denen durch Kernreaktionen unter extremen Bedingungen die schwersten chemischen Elemente erzeugt werden. Das Projekt ELEMENTS erforscht die Dynamik in der Verschmelzung zweier Neutronensterne und untersucht dabei auch das Gravitationsfeld, die Kernmaterie und – Schwerpunktthema der Physiker*innen bei GSI/FAIR und an der TU Darmstadt – die dabei entstehenden schweren chemischen Elemente. Das Leuchten einer Kilonova als Fingerabdruck für die Produktion schwerer Elemente wurde von in Darmstadt tätigen Forschenden vor einigen Jahren erfolgreich vorhergesagt. (HMWK / TUD / BP)

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Presse Aktuelles FAIR
news-3762 Fri, 19 Feb 2021 10:14:52 +0100 Türen weit auf für PANDA: Joch des Solenoid-Magneten zusammengebaut https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3762&cHash=2ae323a2cf3bcaa0aa204cabb4f44e6b Die Entwicklungen für PANDA, eines der Schlüsselexperimente am künftigen Beschleunigerzentrum FAIR, kommen stetig voran. Eine weitere wichtige Etappe ist nun erreicht worden: Das Joch des PANDA-Solenoid-Magneten wurde in Novosibirsk von der Stahlbaufirma SET vollständig zusammengebaut. Die abschließenden Tests der Türen wurden vor kurzem durchgeführt. Die Entwicklungen für PANDA, eines der Schlüsselexperimente am künftigen Beschleunigerzentrum FAIR, kommen stetig voran. Eine weitere wichtige Etappe ist nun erreicht worden: Das Joch des PANDA-Solenoid-Magneten wurde in Novosibirsk von der Stahlbaufirma SET vollständig zusammengebaut. Die abschließenden Tests der Türen wurden vor kurzem durchgeführt.

Der Zusammenbau der Joch-Oktanten erfordert höchste Präzision und wird durch ein sternförmiges Installationswerkzeug ermöglicht. Nach dem Ausbau des Werkzeuges bleiben die Oktanten innerhalb geringster Abweichungen in ihrer Position. Überwacht wird die Positionierung der einzelnen Baugruppen schon während der Montage durch ein Laser-Tracker-System, das dazu fest angebrachte Vermessungspunkte kontrolliert. Damit ist die Position viel genauer bestimmt, als es durch die Verwendung mechanischer Stopper erreichbar wäre.

Die vier Türen – zwei strahlabwärts, zwei strahlaufwärts – sind in geschlossenem Zustand mit dem Joch verschraubt. Vor dem Öffnen werden die Haltebolzen entfernt und die Türen auf Schwergewichtsroller herabgelassen, die ihrerseits auf einer Tragschiene lagern. Die Türflügel mit einem Gewicht von je 22 Tonnen werden geöffnet, indem sie auf der Schiene mittels ihrer Roller verschoben werden. Dabei muss eine Reibung von nur 0,5 Prozent überwunden werden: Zwei Personen sind in der Lage, die Türen mit Hilfe einer einfachen Seilwinde zu bewegen.

Bis zur endgültigen Auslieferung wird das Budker-Institut für Kernphysik (BINP) die Türen noch mit einem Hydrauliksystem ausstatten, was nicht Bestandteil des Liefervertrages mit SET ist. Das Joch wurde wieder auseinandergebaut und die Teile werden zum BINP transportiert. Dort werden sie zum kompletten Magneten zusammengebaut.

Momentan wird der Kryostat des supraleitenden Solenoiden gebaut. Gleichzeitig wird die Produktion des supraleitenden Drahtes vorbereitet. Der Zusammenbau des vollständigen Magneten am BINP ist für das nächste Jahr vorgesehen und wird dann erste Tests erlauben. Schließlich ist geplant, eine präzise Kartierung des Feldes im großen aktiven Magnetvolumen zu erstellen, in dem künftig Teilchenspuren so abgelenkt werden, dass sie vom PANDA-Experiment erfasst werden. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3760 Mon, 15 Feb 2021 10:00:00 +0100 EU fördert vier Forschungsinfrastrukturprojekte mit starker GSI/FAIR-Beteiligung https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3760&cHash=a180a7ca3bd389f105f3eab5d59f438a Mehrere GSI/FAIR-Forschungsfelder erhalten EU-Fördergelder in Millionenhöhe. Vier geplante Infrastrukturprojekte aus den Bereichen Tumortherapie mit schweren Ionen, innovative Methoden für industrielle Strahlentests und neue Technologie-Entwicklungen für Beschleunigeranlagen waren bei aktuellen EU-Ausschreibungen erfolgreich und haben Förderzusagen erhalten. FAIR und GSI sind an diesen Vorhaben, die in internationaler Zusammenarbeit realisiert werden, jeweils entscheidend beteiligt. Mehrere GSI/FAIR-Forschungsfelder erhalten EU-Fördergelder in Millionenhöhe. Vier geplante Infrastrukturprojekte aus den Bereichen Tumortherapie mit schweren Ionen, innovative Methoden für industrielle Strahlentests und neue Technologie-Entwicklungen für Beschleunigeranlagen waren bei aktuellen EU-Ausschreibungen erfolgreich und haben Förderzusagen erhalten. FAIR und GSI sind an diesen Vorhaben, die in internationaler Zusammenarbeit realisiert werden, jeweils entscheidend beteiligt.

Der Wissenschaftliche Geschäftsführer von GSI und FAIR, Professor Paolo Giubellino zeigte sich begeistert von den Erfolgen: „Die Exzellenz von GSI und FAIR wird durch den Erfolg bei diesen Ausschreibungen einmal mehr unterstrichen. Ich freue mich sehr über diese Förderung, mit der die EU äußerst zukunftsträchtige Themenbereiche unterstützt. Unsere Forschenden gehören mit ihrer Expertise zu den jeweiligen Key Playern in den nun geförderten Feldern. Die Einbindung von GSI und FAIR in die Projekte bestätigt die Attraktivität unserer Forschungsinfrastrukturen für die internationale Forscher-Community.“

HITRIplus (Heavy Ion Therapy Research Integration plus) erhält die höchste Fördersumme, das heißt 680.000 Euro. Das Projekt wird in der Forschungsabteilung Biophysik unter der Leitung von Professor Marco Durante umgesetzt und vom Nationales Zentrum für onkologische Hadronentherapie CNAO im italienischen Pavia als Konsortialführer gebündelt. Das Ziel von HITRIplus ist es, präklinische und klinische Forschung in der Krebsbehandlung mit Schwerionenstrahlen integriert voranzutreiben und gleichzeitig die Spitzentechnologie gemeinsam weiterzuentwickeln.

Schwerionenstrahlen sind eine äußerst vielversprechende Behandlungsmethode, da sie effektiver als jede andere Behandlung für strahlenresistente Tumore sind. Der Ionenstrahl fokussiert sich auf das maligne Tumorgewebe bei gleichzeitiger Schonung der gesunden Organe. Ziel von HITRIplus ist die Verbesserung der Schwerionentherapie als hochmodernes Instrument zur Behandlung jener Tumore, die mit Röntgenstrahlen oder Protonen nicht heilbar sind und die mit Ionen bessere Überlebensraten, geringere Rezidive oder eine mildere Toxizität aufweisen.

Das HITRIplus-Konsortium bringt dabei zum ersten Mal alle bedeutenden europäischen Schwerionentherapiezentren mit führenden europäischen Unternehmen, Hochschulen und Forschungslaboren zusammen. Ziel ist der Aufbau einer starken, gesamteuropäischen Forschungsgemeinschaft für Schwerionentherapie. Die so entstehenden Netzwerke sollen die Forschung zur Schwerionentherapie, einschließlich der klinischen und vorklinischen Forschung, strukturieren und fördern und auch neue Beschleuniger- und Strahlführungstechnologien entwickeln. Geringere Kosten und Dimensionen neuer Anlagen sollen helfen, die Tumortherapie mit Ionen für noch mehr Kranke zugänglich zu machen und gleichzeitig der europäischen Industrie neue Märkte zu eröffnen.

Um innovative Methoden zur Strahlungsprüfung geht es bei dem Projekt RADNEXT (RADiation facility Network for the EXploration of effects for indusTry and research), das mit rund 342.000 Euro im Bereich GSI/FAIR gefördert wird. Die Betreuung des Projektes bei GSI/FAIR liegt bei den Forschungsabteilungen Materialforschung und Biophysik mit Ihren Leitungspersonen Professorin Christina Trautmann und Professor Marco Durante, koordinierend tätig ist das Europäische Forschungszentrum CERN. Bei RADNEXT geht es um neue Anwendungen unter anderem in den Industriesektoren Raumfahrt, Automobil, Kommunikationstechniken, Medizin und Beschleuniger, die koordinierte und schlanke Strahlen-Testmethoden erfordern.

Derzeit verfügt die Wirtschaft Europas noch nicht über ein koordiniertes Netzwerk von Prüfungseinrichtungen für diese Zwecke. Ein solches Netzwerk könnte beispielsweise kleine und mittlere Unternehmen, die in vielen Fällen Schwierigkeiten haben, Zugang zu den erforderlichen Testeinrichtungen zu erhalten, bei schnellen Innovationen entscheidend unterstützen. Neue Prüfmethoden können auch den Weg zu neuen Strahlenstandards ebnen, da die bestehenden hauptsächlich auf klassische Raumfahrtanwendungen und strahlungsgehärtete Komponenten fokussiert sind.

Die Forschungszentren können im Bereich Strahlentests eine Schlüsselrolle spielen, indem sie die ersten Schritte zur Schaffung eines nachhaltigen, koordinierten Netzes von Bestrahlungsprüfanlagen unternehmen. Damit kann schließlich auch eine veränderte Herangehensweise an die Strahlenevaluierung unterstützt werden, hin zu einer Evaluierung auf Grundlage einer Risikobewertung und Risikominderung statt einer vollständigen Risikovermeidung.

Weitere 353.000 Euro fließen über das Projekt I.FAST (Innovation Fostering in Accelerator Science and Technology) zu GSI/FAIR. Die EU-Ausschreibung rückt die Teilchenbeschleuniger selbst in den Mittelpunkt. Ihre Nutzung reicht von großen Anlagen, die der Grundlagenforschung gewidmet sind, bis hin zu einer Fülle von Einrichtungen, die Röntgen- oder Neutronenstrahlen für ein breites Spektrum wissenschaftlicher Disziplinen bereitstellen.

Fast 50 Institutionen sind bei dem Nachfolgeprojekt des ebenfalls bei CERN koordinierten ARIES-Programms, an dem GSI auch beteiligt ist, involviert. GSI/FAIR ist mit einem breit aufgestellten Team an Forschenden aus verschiedenen Themenbereichen erneut Teil des Konsortiums, was die vielfältige Kompetenz vor Ort unterstreicht. Das Projekt wird dabei von zahlreichen Beschleunigerfachgruppen beziehungsweise Forschungsabteilungen vorangetrieben. Es zielt darauf ab, neue Entwicklungen im Bereich der beschleunigergestützten Forschungsinfrastrukturen voranzutreiben und innovative Technologien zu fördern.

Über die wissenschaftlichen Laboratorien hinaus nimmt der Einsatz von Beschleunigern in Medizin und Industrie rasch zu. Teilchenbeschleuniger stehen heute vor entscheidenden Herausforderungen, beispielsweise im Hinblick auf Größe und Leistung der vorgesehenen Anlagen und hinsichtlich steigender Nachfrage nach Beschleunigern für die angewandte Wissenschaft. Das Projekt will dazu beitragen, leistungsfähigere und erschwinglichere Technologien zu entwickeln und den Energieverbrauch zu reduzieren. Dies könnte der Weg zu einer nachhaltigen nächsten Generation von Beschleunigern sein.

Durch die Einbeziehung der Industrie über 17 Industrieunternehmen im Konsortium soll I.FAST Innovationen schaffen und so die langfristige Entwicklung der Beschleunigertechnologien in Europa unterstützen. Alternative Beschleunigerkonzepte sollen erforscht, die Prototypisierung von Schlüsseltechnologien gefördert werden. Dazu gehören unter anderem Techniken zur Erhöhung der Helligkeit und Reduzierung der Abmessungen von Synchrotronlichtquellen, fortgeschrittene supraleitende Technologien zur Erzeugung höherer Felder bei geringerem Verbrauch sowie Strategien und technische Lösungen zur Verbesserung der Energieeffizienz.

Darüber hinaus ist die Abteilung Biophysik unter Leitung von Professor Marco Durante auch noch in geringerem Umfang an dem Projekt PRISMAP (PRoduction of high purity Isotopes by mass Separation for Medical Application) beteiligt, das vom CERN koordiniert wird. In diesem Rahmen fließen weitere 17.000 Euro zu GSI und FAIR. PRISMAP wird die wichtigsten europäischen Quellen für intensive Neutronen, Isotopen-Massenseparationseinrichtungen sowie Hochleistungsbeschleuniger und Zyklotrone mit führenden biomedizinischen Forschungsinstituten und Krankenhäusern zusammenbringen. Gemeinsam werden sie eine nachhaltige Quelle für hochreine neue Radionuklide bereitstellen, um die Frühphasenforschung für Radiopharmazeutika, zielgerichtete Medikamente gegen Krebs, Theranostik und personalisierte Medizin in Europa voranzutreiben.

Der Wissenschaftliche Geschäftsführer Paolo Giubellino merkt mit Blick auf die Projekte, die alle in internationalen Konsortien umgesetzt werden, abschließend an: „Wissenschaft ist eine globale Unternehmung, in der Fortschritte in Pionierinitiativen nur dann erfolgreich sein können, wenn sie auf internationaler Ebene ausgeführt werden. Für GSI/FAIR ist dies eine wesentliche, strategische Arbeitsweise, und wir werden mit unserer spezifischen Kompetenz und Erfahrung einen aktiven Beitrag zu diesen Programmen, die die zukünftige Forschung prägen werden, leisten können.“ (BP)

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Presse Aktuelles FAIR
news-3750 Thu, 11 Feb 2021 07:41:00 +0100 BASE eröffnet neue Möglichkeiten für die Suche nach kalter dunkler Materie https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3750&cHash=3e72a06e2d697e9e4974494462b01ab2 Das Baryon-Antibaryon-Symmetrie-Experiment (BASE) am Antiprotonen-Entschleuniger des CERN hat neue Grenzen für die Masse von Axion-ähnlichen Teilchen – hypothetischen Teilchen, die Kandidaten für dunkle Materie sind – festgelegt und eingeschränkt, wie leicht sie sich in Photonen, die Teilchen des Lichts, verwandeln können. Dies ist besonders bemerkenswert, da BASE nicht für solche Untersuchungen konzipiert wurde. Diese Meldung basiert auf einer Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Kernphysik, Heidelberg.

Das Baryon-Antibaryon-Symmetrie-Experiment (BASE) am Antiprotonen-Entschleuniger des CERN hat neue Grenzen für die Masse von Axion-ähnlichen Teilchen – hypothetischen Teilchen, die Kandidaten für dunkle Materie sind – festgelegt und eingeschränkt, wie leicht sie sich in Photonen, die Teilchen des Lichts, verwandeln können. Dies ist besonders bemerkenswert, da BASE nicht für solche Untersuchungen konzipiert wurde. Das neue Ergebnis des Experiments, veröffentlicht in Physical Review Letters, beschreibt diese bahnbrechende Methode und eröffnet neue experimentelle Möglichkeiten für die Suche nach kalter dunkler Materie. GSI ist unter anderem durch die Fertigung einiger Komponenten des experimentellen Aufbaus an BASE beteiligt.

„BASE verfügt über extrem empfindliche Detektionssysteme mit abgestimmten supraleitenden Schwingkreisen, um die Eigenschaften einzelner gefangener Antiprotonen zu untersuchen. Wir haben erkannt, dass diese Detektoren auch für die Suche nach Signalen von anderen Teilchen geeignet sind. In dieser kürzlich veröffentlichten Arbeit haben wir einen unserer Detektoren als Antenne benutzt, um nach einer neuen Art von Axion-ähnlichen Teilchen zu suchen“, erläutert Jack Devlin, ein CERN-Forschungsstipendiat, der am BASE-Experiment arbeitet.

Axionen oder Axion-ähnliche Teilchen sind Kandidaten für kalte dunkle Materie. Aufgrund astrophysikalischer Beobachtungen geht man davon aus, dass etwa 26,8 Prozent des Materie-Energie-Gehalts des Universums aus dunkler Materie und nur etwa 5 Prozent aus normaler − sichtbarer − Materie bestehen; der Rest ist die mysteriöse dunkle Energie. Diese unbekannten Teilchen spüren die Schwerkraft, reagieren aber kaum auf die anderen fundamentalen Kräfte, wenn sie diese überhaupt erfahren. Die etablierte Theorie der fundamentalen Kräfte und Teilchen, das Standardmodell der Elementarteilchenphysik, enthält keine Teilchen mit den passenden Eigenschaften für kalte dunkle Materie. Da das Standardmodell jedoch viele Fragen unbeantwortet lässt, haben Physiker darüber hinaus gehende Theorien vorgeschlagen, von denen einige die Natur der dunklen Materie erklären. Manche dieser Theorien schlagen die Existenz von Axionen oder Axion-ähnlichen Teilchen vor. Diese Theorien müssen getestet werden, und auf der ganzen Welt gibt es viele Experimente, die nach diesen Teilchen suchen. Das BASE-Experiment am CERN hat nun zum ersten Mal die Detektoren, die zum Nachweis einzelner Antiprotonen entwickelt wurden, für die Suche nach dunkler Materie eingesetzt.

Im Vergleich zu den großen Detektoren am LHC ist BASE ein wesentlich kleineres Experiment. Der Antiprotonen-Entschleuniger des CERN versorgt es mit Antiprotonen. BASE fängt diese Teilchen ein und speichert sie in einer Penningfalle, einer Kombination aus elektrischen und starken magnetischen Feldern. Um Kollisionen mit gewöhnlicher Materie zu vermeiden, wird die Falle bei etwa 5 Kelvin (-268 °C) betrieben, wo äußerst niedrige Drücke, ähnlich denen im Weltraum, erreicht werden (10−18 mbar). In dieser extrem gut isolierten Umgebung können Wolken von gefangenen Antiprotonen über Jahre hinweg existieren. Durch sorgfältiges Einstellen der elektrischen Felder können die Physiker bei BASE einzelne Antiprotonen isolieren und in einen separaten Teil der Falle bringen. In diesem Bereich können sehr empfindliche resonante supraleitende Detektoren die winzigen elektrischen Ströme nachweisen, die von einzelnen Antiprotonen erzeugt werden, während sie sich in der Falle bewegen.

In der nun veröffentlichten Arbeit suchte das BASE-Team nach unerwarteten elektrischen Signalen in ihren empfindlichen Antiprotonendetektoren. Das Herzstück jedes Detektors ist eine kleine, etwa 4 cm durchmessende, Torus-förmige Spule, die ähnlich aussieht wie die Transformatorspulen, die man in vielen gewöhnlichen elektronischen Geräten findet. Die BASE-Detektoren sind jedoch supraleitend − haben also fast keinen elektrischen Widerstand, und alle umgebenden Komponenten sind sorgfältig so gewählt, dass sie keine elektrischen Verluste verursachen. Das macht die BASE-Detektoren extrem empfindlich gegenüber elektromagnetischen Hochfrequenzfeldern. In der vorliegenden Arbeit nutzten die Physiker erstmals das in der Penningfalle gespeicherte Antiproton als Quantensensor, um das Hintergrundrauschen ihres Detektors genau zu kalibrieren. Dann begannen sie, nach ungewöhnlichen aber schwachen Signalen zu suchen, die möglicherweise von Axion-ähnlichen Teilchen und ihren möglichen Wechselwirkungen mit Photonen verursacht werden. Im untersuchten Frequenzbereich konnten sie bisher kein derartiges Signal nachweisen, was im Umkehrschluss bedeutet, dass es BASE gelungen ist, neue Grenzen für die Masse Axion-artiger Teilchen zu setzen und ihre möglichen Wechselwirkungen mit Photonen zu untersuchen.

Mit dieser Studie eröffnet BASE anderen Penningfallen-Experimenten die Möglichkeit, sich an der Suche nach dunkler Materie zu beteiligen. Verschiedene Änderungen können die Detektionsempfindlichkeit weiter verbessern, um in Zukunft empfindlichere Schranken an die Konversion der hypothetischen Axion-ähnlichen Teilchen in Photonen zu setzen. „Mit dieser neuen Technik haben wir zwei bisher nicht miteinander verbundene Zweige der Experimentalphysik kombiniert: die Axion-Physik und die Hochpräzisions-Penningfallen-Physik. Unser Laborexperiment ist komplementär zu astrophysikalischen Experimenten und besonders empfindlich im niedrigen Axion-Massenbereich. Mit einem eigens dafür gebauten Messinstrument könnten wir die Bandbreite und Empfindlichkeit erhöhen, um die Landschaft der Axion-Suche mit Penningfallen-Techniken zu erweitern“, hofft Stefan Ulmer, Sprecher der BASE-Kollaboration.

Die BASE-Kollaboration besteht aus Wissenschaftlern des RIKEN Fundamental Symmetries Laboratory, des European Center for Nuclear Research (CERN), dem Max-Planck-Institut für Kernphysik (MPIK) in Heidelberg, der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU), dem Helmholtz-Institut Mainz (HIM), der University of Tokyo, des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt, der Leibniz Universität Hannover und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig. Diese Forschung ist Teil des Arbeitsprogramms des Max Planck-RIKEN-PTB Center for Time, Constants and Fundamental Symmetries, einer internationalen Gruppe, die hochpräzise Messmethoden für ein besseres Verständnis der Physik unseres Universums entwickelt. (CP)

Weitere Informationen
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Aktuelles
news-3758 Tue, 09 Feb 2021 11:30:00 +0100 Beschleuniger in Betrieb – Experimente der FAIR-Phase 0 laufen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3758&cHash=f9aaf34e12b360e3cdb246c8d99c4b67 Die GSI/FAIR-Beschleunigeranlagen starteten heute erfolgreich in eine neue Betriebsphase, in der wissenschaftliche Experimente des FAIR-Phase-0-Programms durchgeführt werden. Von Februar bis Juli werden Wissenschaftler*innen aus aller Welt nun im Rahmen von rund 80 genehmigten Experimenten zahlreiche Forschungsfragen aus den Bereichen Kernphysik, Atomphysik, Biophysik, Materialforschung und Plasmaphysik untersuchen. Wir freuen uns auf eine reiche Ernte an wissenschaftlichen Ergebnissen. Die GSI/FAIR-Beschleunigeranlagen starteten heute erfolgreich in eine neue Betriebsphase, in der wissenschaftliche Experimente des FAIR-Phase-0-Programms durchgeführt werden. Von Februar bis Juli werden Wissenschaftler*innen aus aller Welt nun im Rahmen von rund 80 genehmigten Experimenten zahlreiche Forschungsfragen aus den Bereichen Kernphysik, Atomphysik, Biophysik, Materialforschung und Plasmaphysik untersuchen. Wir freuen uns auf eine reiche Ernte an wissenschaftlichen Ergebnissen.

Dabei kommt die vollständige Beschleunigeranlage zum Einsatz: Der Linearbeschleuniger UNILAC, der Ringbeschleuniger SIS18, der Experimentierspeicherring ESR, der Fragmentseparator FRS, der Hochleistungslaser PHELIX und erstmals auch der neue FAIR-Speicherring CRYRING stehen zur Nutzung für die Forschenden bereit. Eine Vielzahl von Experimentierplätzen wird, teilweise im Parallelbetrieb, mit unterschiedlichen Ionensorten von Wasserstoff bis zum Uran bedient werden. Der Wissenschaftsbetrieb an den GSI-Anlagen ist Teil des FAIR-Experimentierprogramms, der sogenannten FAIR-Phase 0, die bereits hervorragende Experimentiermöglichkeiten bietet, während FAIR noch im Bau ist.

In der vorangegangenen Betriebspause konnten zahlreiche Wartungs- und Modernisierungsmaßnahmen umgesetzt werden, um die Bestandsanlage weiter auf den zukünftigen Betrieb als Vorbeschleuniger der FAIR-Anlage vorzubereiten. Aufgrund der Corona-Pandemie ist die sonst übliche Anreise von in- und ausländischen Gastwissenschaftler*innen auch in dieser Experimentierzeit nur eingeschränkt möglich. Jedoch wurde die Betriebspause auch dafür genutzt, den Fernzugriff auf Anlagenteile durch die Forschenden und die elektronische Kommunikation weiter auszubauen, um eine bestmögliche Durchführung der Forschungsarbeiten zu ermöglichen. (CP)

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Aktuelles FAIR
news-3752 Fri, 05 Feb 2021 09:00:00 +0100 Jörg Blaurock tritt zweite Amtszeit als Technischer Geschäftsführer von GSI und FAIR an https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3752&cHash=dca67d1a29930d9188f0649809cfa12f Jörg Blaurock wird seine erfolgreiche Arbeit als Technischer Geschäftsführer der GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH und der Facility for Antiproton and Ion Research in Europe GmbH (FAIR GmbH) auch in den kommenden fünf Jahren fortsetzen. Am 1. Februar 2021 hat seine zweite Amtszeit begonnen. Die FAIR-Gesellschafterversammlung und der GSI-Aufsichtsrat würdigten seine Arbeit und sprachen sich dafür aus, ihn für eine weitere Amtszeit zu gewinnen. Jörg Blaurock wird seine erfolgreiche Arbeit als Technischer Geschäftsführer der GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH und der Facility for Antiproton and Ion Research in Europe GmbH (FAIR GmbH) auch in den kommenden fünf Jahren fortsetzen. Am 1. Februar 2021 hat seine zweite Amtszeit begonnen. Die FAIR-Gesellschafterversammlung und der GSI-Aufsichtsrat würdigten seine Arbeit und sprachen sich dafür aus, ihn für eine weitere Amtszeit zu gewinnen.

„Der GSI-Aufsichtsrat, der FAIR-Council und ich persönlich freuen uns sehr, dass Herr Blaurock unseren Vorschlag angenommen hat, für weitere fünf Jahre in dieser Position tätig zu sein. Die sehr guten Baufortschritte bei FAIR in den letzten Jahren sind das Ergebnis des großen Engagements der Mitarbeitenden von GSI und FAIR, aber ganz besonders auch sein Erfolg. Wir sind überzeugt, dass mit seiner Führung das FAIR-Bauprojekt erfolgreich zum Abschluss gebracht wird“, betonte Ministerialdirigent Dr. Volkmar Dietz, Vorsitzender des GSI-Aufsichtsrats und Chair des FAIR-Councils und Unterabteilungsleiter im Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF).

Die Personalentscheidung ist zugleich ein Garant für Kontinuität und stabile Verhältnisse im GSI- und FAIR-Management: Zusammen mit Professor Paolo Giubellino als Wissenschaftlichem Geschäftsführer und Ulrich Breuer als Administrativem Geschäftsführer bildet Jörg Blaurock auch künftig die gemeinsame Führungsspitze von GSI und FAIR. Ziel des Management-Teams ist es, Spitzenforschung an der bestehenden Anlage zu ermöglichen und die künftige Beschleunigeranlage FAIR in internationaler Zusammenarbeit zu realisieren.

Jörg Blaurock blickt mit viel Energie auf seinen zweiten Turnus: „Ich freue mich sehr über das mir entgegen gebrachte Vertrauen und die Möglichkeit, das FAIR-Projekt weiter voranzutreiben und zu gestalten.“ Eine solide, verlässliche und effiziente Projektumsetzung sowie die kontinuierliche Fortsetzung der Ausführungsarbeiten nennt er als wichtige Ziele auf dem Weg zur Realisierung von FAIR.

In den vergangenen Jahren führte Jörg Blaurock das FAIR-Projekt, eines der weltweit größten Bauvorhaben für die Wissenschaft, durch zahlreiche herausfordernde Entwicklungsprozesse und hatte dabei stets die besonderen Erfordernisse dieser außergewöhnlichen Großbaustelle im Blick. Im Baufeld Nord konnten große Fortschritte erzielt und wichtige Etappen abgeschlossen werden. Die Schwerpunkte lagen bei Erdaushub, Beton- und Rohbauarbeiten für entscheidende Gebäude wie den großen Ringbeschleuniger SIS100, das zentrale Kreuzungsbauwerk und den ersten Experimentierplatz für das FAIR-Forschungsprogramm. Selbst unter schwierigen Corona-Bedingungen gelang es, die Voraussetzungen für den Fortgang der Arbeiten auf dem Baufeld aufrechtzuerhalten.

In Jörg Blaurocks zweiter Amtszeit rücken weitere großen Realisierungsschritte in den Vordergrund, so die Entwicklung des Baufeldes Süd und die Technische Gebäudeausrüstung. Auch die weltweite Hightech-Komponentenentwicklung für die Experimente und die Beschleunigermaschine sowie deren Implementierung und Montage in den Gebäuden sind eine zentrale Aufgabe der Zukunft. Die kommenden Jahre stehen somit ganz im Zeichen des Fortschritts, um die hervorragende Entwicklung noch weiter auszubauen.

Bevor Jörg Blaurock, Jahrgang 1964, seine Position bei GSI und FAIR antrat, war er über 20 Jahre lang weltweit im internationalen Großanlagenbau für die vollständige Planung, Lieferung, Montage und Inbetriebnahme von technischen Großanlagen zuständig. Er studierte Maschinenbau an der Helmut-Schmidt-Universität in Hamburg während seiner Offizierslaufbahn in der Bundeswehr, der er bis zum Jahr 1994 angehörte. Anschließend arbeitete er für die Großanlagenbauer Uhde GmbH und Lurgi GmbH in der schlüsselfertigen Herstellung von petrochemischen Industrieanlagen an verschiedenen internationalen Standorten. Seit dem Jahr 2007 war er bei Alstom, heute General Electric, in mehreren Funktionen tätig, zuletzt für die General Electric Deutschland GmbH in Stuttgart. Dort verantwortete er als Geschäftsführer die schlüsselfertige Lieferung von Großdampferzeugern fossiler Kraftwerke zur Stromerzeugung. (BP)

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Presse Aktuelles FAIR
news-3756 Wed, 03 Feb 2021 13:00:00 +0100 Gefragte Expertise: Substanzielle GSI/FAIR-Beteiligung an internationalem Grundlagenartikel zum Ursprung der schwersten Elemente https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3756&cHash=fefb3cd493f797c0811a86f1ebbede26 Wo und wie produziert die Natur Edelmetalle wie Gold und Platin? Das ist eine der spannendsten Fragen der Physik. Astrophysikalische Beobachtungen konnten erst vor wenigen Jahren den Schleier über diesem Rätsel lüften. Die weltweite Beachtung war enorm, das Interesse für das Thema ist seither stark gewachsen. Eine Gruppe hochkarätiger Expert*innen hat nun den aktuellen Erkenntnisstand evaluiert, zusammengefasst und im renommierten Wissenschaftsjournal „Reviews of Modern Physics“ einen Übersichtsartikel vor Wo und wie produziert die Natur Edelmetalle wie Gold und Platin? Das ist eine der spannendsten Fragen der Physik. Astrophysikalische Beobachtungen konnten erst vor wenigen Jahren den Schleier über diesem Rätsel lüften. Die weltweite Beachtung war enorm, das Interesse für das Thema ist seither stark gewachsen. Eine Gruppe hochkarätiger Expert*innen hat nun den aktuellen Erkenntnisstand evaluiert, zusammengefasst und im renommierten Wissenschaftsjournal „Reviews of Modern Physics“ einen Übersichtsartikel vorgelegt. Mehr als die Hälfte der Autor*innen sind Forschende von GSI/FAIR oder haben enge Verbindungen hierher.

Der Ort der Entstehung der schweren und schwersten Elemente, zu denen auch Gold und Platin gehören, beschäftigt schon lange die Fachwelt. Der National Research Council der USA hatte diese Frage als eine der elf größten ungelösten Probleme der Physik im 21. Jahrhundert gelistet. Ein Durchbruch gelang schließlich im August 2017, als ein bislang nie beobachtetes astrophysikalisches Phänomen sowohl durch Gravitationswellen wie durch einen Lichtausbruch (bekannt als Kilonova) nachgewiesen werden konnte. Die Analyse der Gravitationswellen zeigte, dass das beobachtete Ereignis als Verschmelzung zweier Neutronensterne identifiziert werden konnte, während die Lichtkurve Evidenz für die Herstellung schwerer Elemente im sogenannten astrophysikalischen r-Prozess gab.

Der r-Prozess, eine Sequenz von Neutroneneinfangreaktionen und Betazerfällen an extrem neutronenreichen Kernen, war schon lange als Ursprung der schweren Elemente postuliert worden, aber nun kennt man endlich einen Ort, an dem dies im Universum geschieht. Die Identifikation von Neutronensternverschmelzungen als ein astrophysikalischer Ort des r-Prozesses hat somit die Tür zu einem neuen, faszinierenden wissenschaftlichen Forschungsfeld geöffnet, das global große Aufmerksamkeit erfährt. Nicht zuletzt deshalb hat die angesehene, wissenschaftliche Zeitschrift „Reviews of Modern Physics“, die von der American Physical Society herausgegeben wird, eine Gruppe von Expert*innen eingeladen, den aktuellsten Kenntnisstand zur Entstehung der schweren Elemente ausführlich zusammenzufassen und zu evaluieren. Unter den acht Autor*innen befinden sich drei Forschende, die bei GSI tätig sind, und zwei weitere, die eng mit GSI/FAIR verbunden sind.

„Es war natürlich eine große Ehre, für Reviews of Modern Physics eine Übersicht über dieses sich schnell entwickelnde Forschungsgebiet zu erstellen. Vor allem war es eine Herausforderung, das weitgefächerte Spektrum von der astrophysikalischen Beobachtung über kern- und atomphysikalische Labormessungen bis hin zu Simulationen solcher Ereignisse ausgewogen darzustellen. Ich bin froh, dass mir kompetente Kollegen aus den einzelnen Fachgebieten mit ihrer Expertise zur Seite standen“, sagt Professor Friedrich-Karl Thielemann, der seit seiner Emeritierung von der Universität Basel auch bei GSI forscht und der nicht zuletzt für seine bahnbrechenden Arbeiten zum r-Prozess jüngst mit der Karl-Schwarzschild-Medaille der Deutschen Astronomischen Gesellschaft ausgezeichnet wurde.

Thielemann betont aber auch, dass es noch viele ungelöste Fragen zum r-Prozess gibt, die der Review ebenfalls anspricht. Dies betrifft insbesondere die Kernprozesse, die bei der Verschmelzung von Neutronensternen sowie in der r-Prozess-Nukleosynthese von essentieller Bedeutung sind. Spannende Erkenntnisse sind hier zu erwarten, wenn neue Beschleunigergroßforschungsanlagen ihren Betrieb aufgenommen haben. An FAIR, der Facility for Antiproton and Ion Research, die derzeit bei GSI als internationales Beschleunigerprojekt entsteht, kann Materie in ultrarelativistischen Schwerionenstößen zu extremen Dichten und Temperaturen komprimiert und unter Bedingungen untersucht werden, wie sie in Neutronensternverschmelzungen kurz vor dem Übergang zum Schwarzen Loch existieren.

„Wir werden an FAIR auch erstmals viele der exotischen Kerne herstellen und ihre Eigenschaften an den dort zur Verfügung stehenden Speicherringen und Detektoren vermessen“, freut sich Mitautor Gabriel Martinez-Pinedo, Leiter der GSI Theorieabteilung und Professor an der TU Darmstadt. Professor Martinez-Pinedo hatte mit Brian Metzger von der Columbia University das Team geleitet, das das Kilonova-Signal als Fingerzeichen des r-Prozesses bereits einige Jahre vor der Beobachtung vorhergesagt hat.

Bislang mussten die Eigenschaften der im r-Prozess wichtigen, kurzlebigen Kerne theoretisch modelliert werden, was immer mit einer gewissen Unsicherheit verbunden ist. Dass sich dies in Zukunft ändert, daran arbeitet auch ein weiterer Ko-Autor, Professor Michael Wiescher von der Notre Dame University, der durch einen renommierten Humboldt-Forschungspreis mit GSI verbunden ist. Zusammen mit weiteren Forschenden, vor allem von Goethe Universität Frankfurt und GSI, entwickelt Wiescher Pläne, um mit den einzigartigen Speicherringen an FAIR wichtige experimentelle Daten für den r-Prozess zu gewinnen. „Ich finde die Idee meines Frankfurter Kollegen Professor René Reifarth faszinierend, dass es mit den FAIR-Ringen möglich wird, Neutroneneinfänge an kurzlebigen Kernen zu messen“, weist Wiescher auf einen lang gehegten Traum der Kern-Astrophysik hin, der an FAIR wahr werden könnte. Die FAIR-Speicherringe versprechen auch einen erstmaligen Zugang zur Messung atomphysikalischer Daten von Ionen schwerer Elemente, wie sie zur Modellierung der Kilonova-Leuchtkurve benötigt werden.

Der Übersichtsartikel erscheint in den „Reviews of Modern Physics“ im neuen Band 93 (1. Februar 2021). Wegen der Aktualität und Komplexität des Themas haben die Editoren ein deutliches Überschreiten des Seitenlimits ermöglicht. Der Text fasst auf 85 Seiten zusammen, was man zurzeit über die Entstehung der schweren Elemente durch den astrophysikalischen r-Prozess weiß. Er zeigt aber auch auf, welche Fragen noch ungelöst sind und welche Fortschritte durch verbesserte astronomische Beobachtungen, durch Computersimulationen und vor allem durch die einzigartigen Möglichkeiten, die die nächste Generation von Beschleunigergroßanlagen in Europa, Amerika und Asien eröffnen, zu erwarten sind.

Die beteiligten Wissenschaftler*innen blicken in die Zukunft: „Wenn in ein bis zwei Jahrzehnten wieder ein Übersichtsartikel über den r-Prozess in den Reviews of Modern Physics erscheint, wird dieser wahrscheinlich auf der Basis der jetzt beschriebenen Grundkenntnisse viele der heute noch offenen Fragen beantworten. Aber sicherlich wird auch er, wie es für die Wissenschaft typisch und fruchtbar ist, wiederum neue offene Fragen identifizieren.“ (BP)

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Wissenschaftliche Veröffentlichung im Journal „Reviews of Modern Physics“ (auf Englisch)

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Aktuelles FAIR
news-3754 Mon, 01 Feb 2021 11:39:00 +0100 Neues digitales Format: GSI und FAIR laden zu Online-Besichtigungen ein https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3754&cHash=20c04db1af8daa6fd6d2256f2f81f6eb Mit einem spannenden neuen Digitalangebot starten das GSI Helmholtzzentrum und das künftige Beschleunigerzentrum FAIR ins neue Jahr: Ab Februar werden spezielle Online-Besichtigungen angeboten. Die live moderierten Events bieten einen umfassenden Einblick in die aktuelle Forschung und die Experimentiereinrichtungen bei GSI/FAIR und ermöglichen es, in Echtzeit Fragen zu stellen und zu diskutieren. Auch ein exklusiver Blick auf die Mega-Baustelle für das künftige Beschleunigerzentrum FAIR, eines der größten Mit einem spannenden neuen Digitalangebot starten das GSI Helmholtzzentrum und das künftige Beschleunigerzentrum FAIR ins neue Jahr: Ab Februar werden spezielle Online-Besichtigungen angeboten. Die live moderierten Events bieten einen umfassenden Einblick in die aktuelle Forschung und die Experimentiereinrichtungen bei GSI/FAIR und ermöglichen es, in Echtzeit Fragen zu stellen und zu diskutieren. Auch ein exklusiver Blick auf die Mega-Baustelle für das künftige Beschleunigerzentrum FAIR, eines der größten Bauvorhaben für die Forschung weltweit, gehört dazu. Die ersten drei Termine sind am 12., 18. und 23. Februar.

Da derzeit wegen der Corona-Situation keine öffentlichen Präsenz-Führungen auf dem Campus und zur Aussichtsplattform an der Baustelle angeboten werden können, wollen GSI und FAIR mit dem speziell zusammengestellten Online-Angebot allen Interessenten die Gelegenheit geben, uns virtuell und interaktiv auch weiterhin zu besuchen. Das neue digitale Format stellt das seit vielen Jahren stark nachgefragte Besichtigungsangebot auf neue Zeiten ein. Organisiert wird ein Live-Event, das jeweils 90 Minuten dauert und auch die Möglichkeit bietet, individuelle Fragen zu stellen, die von den Moderierenden beantwortet werden.

Nach einem kurzen Einführungsvortrag geht es mit einer geführten Videotour zu mehreren ausgewählten Forschungsstätten und Anlagen auf dem Campus: Unter anderem können die Teilnehmenden auf diese Weise den 120 Meter langen Linearbeschleuniger UNILAC oder auch den Hauptkontrollraum online besichtigen und viel Neues über die einzigartige Forschung bei GSI und FAIR erfahren. Außerdem gibt es Wissenswertes über den Bau von Komponenten für das zukünftige internationale Beschleunigerzentrum FAIR, das derzeit bei GSI entsteht.

Ein Highlight des neuen Formats ist der Online-Logenplatz direkt am Mega-Baufeld FAIR: Von der dortigen Aussichtsplattform bietet sich den Teilnehmenden ein eindrucksvolles Video-Panorama auf die stets betriebsame Großbaustelle und ein ebenso beeindruckender Blick in die Zukunft der internationalen Spitzenforschung, die genau an diesem Ort künftig betrieben wird. Mit FAIR werden Forschende aus aller Welt kosmische Materie direkt im Labor erzeugen und untersuchen können und so Geheimnisse über den Aufbau und die Entwicklung des Universums lüften.

Detaillierte Informationen über technische Voraussetzungen und Zugangsmodalitäten, um an der digitalen Entdeckungsreise in die Welt von GSI und FAIR teilnehmen zu können, gibt es unter www.gsi.de/besichtigung. Eine Anmeldung für die Veranstaltungstermine ist nicht nötig. Es können bis zu 500 Personen teilnehmen. Weitere Fragen zu dem neuen Online-Veranstaltungsangebot können per E-Mail gestellt werden an besichtigung(at)gsi.de. (BP)

Weitere Informationen

Alle Details zum neuen Online-Besichtigungsangebot

Termine: 12.02.2021, 10:00 Uhr, 18.02.2021, 15:00 Uhr und 23.02.2021, 13:00 Uhr

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Presse Aktuelles FAIR
news-3742 Thu, 28 Jan 2021 08:24:00 +0100 Erstes langes Multiplett für FAIR-Super-Fragmentseparator im Teststand https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3742&cHash=3bca56b38e9b758dedada7ac8de998fc Das erste sogenannte lange Multiplett für den supraleitenden Fragmentseparator (Super-FRS) an FAIR wurde am Teststand des europäischen Forschungszentrums CERN in der Schweiz angeliefert. Hergestellt wurde es von der Firma ASG Supercondutors in Italien. Zwischen GSI/FAIR und CERN besteht eine Kooperationsvereinbarung zur Prüfung von Beschleunigermagneten, in deren Rahmen auch das Multiplett vor der Lieferung nach Darmstadt eine Reihe von detaillierten Qualitätstests durchlaufen wird. Das erste sogenannte lange Multiplett für den supraleitenden Fragmentseparator (Super-FRS) der neuen Beschleunigeranlage FAIR wurde am Teststand des europäischen Forschungszentrums CERN in der Schweiz angeliefert. Hergestellt wurde es von der Firma ASG Supercondutors in Italien. Zwischen GSI/FAIR und CERN besteht eine Kooperationsvereinbarung zur Prüfung von Beschleunigermagneten, in deren Rahmen auch das Multiplett vor der Lieferung nach Darmstadt eine Reihe von detaillierten Qualitätstests durchlaufen wird.

In das Multiplett sind insgesamt neun supraleitende Einzelmagnete integriert und es ist ein echtes Schwergewicht: Es ist sieben Meter lang, hat einen Durchmesser von 2,5 Metern und wiegt über 60 Tonnen (der Magnet im Video). Dementsprechend erfolgte die Anlieferung zum CERN mittels eines Schwerlasttransports auf einem Tieflader. Nach der Montage im Teststand wird das Multiplett abgekühlt und umfangreichen Prüfungen von Betriebsparametern und Magnetfeldqualitäten unterzogen, die voraussichtlich etwa sechs bis neun Monate dauern werden. Nach erfolgreichem Abschluss der Abnahmetests soll das Multiplett zu GSI transportiert und im Rahmen einer Vormontage auf die spätere Tunnelinstallation vorbereitet werden. Bis zum endgültigen Einbau werden das Multiplett und auch seine Nachfolger danach zwischengelagert.

Die Multipletts dienen später im Super-FRS der Lenkung und Formung des Strahls, um einen hochpräzisen Teilchenstrahl zu erreichen. Der Super-FRS des künftigen Beschleunigerzentrums FAIR ist ein wichtiger Baustein der Gesamtanlage mit großem Entdeckungspotenzial für die Wissenschaft: In diesem Teil des Beschleunigerkomplexes geht es um Experimente mit extrem seltenen exotischen Kernen im Rahmen von FAIRs Experimentsäule NUSTAR (Nuclear Structure, Astrophysics and Reactions). Dafür werden Ionen der schwersten Elemente zunächst auf eine Materialprobe (Target) geschossen und durch den Aufprall zertrümmert. Unter den so entstandenen Fragmenten sind auch exotische Kerne, die am Super-FRS aussortiert und für weitere Experimente zur Verfügung gestellt werden. Dabei können mit dem neuen Separator Kerne bis hin zu Uran bei relativistischen Energien produziert, isotopenrein separiert und untersucht werden. Da dieser gesamte Vorgang nur wenige Hundert Nanosekunden dauert, ermöglicht der Super-FRS den Zugang zu sehr kurzlebigen Kernen.

Die Multipletts, die im italienischen La Spezia hergestellt werden, sind ebenso wie das anschließende Testverfahren ein wichtiger Sachbeitrag (In-kind) von GSI zum FAIR-Projekt. GSI ist der deutsche Hauptgesellschafter in der internationalen FAIR GmbH. Alle supraleitenden Magnete, die für den Super-FRS benötigt werden, sollen in wechselnder Abfolge in der neuen Testanlage am CERN geprüft werden. Dies beinhaltet sowohl die insgesamt 32 Multiplett-Einheiten, als auch 24 supraleitende Dipolmagnete, die für die Umlenkung des Teilchenstrahls benötigt werden. Bereits im Jahr 2019 war ein erstes kurzes Multiplett an das CERN geliefert worden, mit dem der erste von insgesamt drei Testständen in Betrieb genommen wurde. Der Abnahmetest des kurzen Multipletts wurde in der Zwischenzeit trotz erschwerter Corona-Bedingungen am CERN erfolgreich abgeschlossen. Zurzeit wird mit dem Multiplett der zweite Teststand in Betrieb genommen, um so die Tests der Serien-Multipletts vorzubereiten. Ab Frühjahr dieses Jahres ist im etwa monatlichen Rhythmus je eine weitere Multiplett-Anlieferung geplant. (BP/CP)

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Aktuelles FAIR
news-3748 Tue, 26 Jan 2021 08:09:00 +0100 Kursänderung auf der Reise zur Insel der Stabilität https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3748&cHash=2e48ee96544e98a4b95857eafcc489e9 Einem internationalen Forschungsteam gelang es, an den Beschleunigeranlagen des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt neue Erkenntnisse über das künstlich erzeugte superschwere Element Flerovium, das Element 114, zu gewinnen. Unter Federführung der Universität Lund in Schweden und unter maßgeblicher Beteiligung der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) sowie des Helmholtz-Instituts Mainz (HIM) und weiterer Partner wurde Flerovium erzeugt und untersucht. Gemeinsame Pressemitteilung des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung, des Helmholtz-Instituts Mainz und der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, in Zusammenarbeit mit der Universität Lund

Einem internationalen Forschungsteam gelang es, an den Beschleunigeranlagen des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt neue Erkenntnisse über das künstlich erzeugte superschwere Element Flerovium, das Element 114, zu gewinnen. Unter Federführung der Universität Lund in Schweden und unter maßgeblicher Beteiligung der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) sowie des Helmholtz-Instituts Mainz (HIM) und weiterer Partner wurde Flerovium erzeugt und daraufhin untersucht, ob es eine abgeschlossene Protonenschale hat. Die Ergebnisse lassen darauf schließen, dass Flerovium entgegen der Erwartung kein sogenannter „magischer Kern“ ist. Veröffentlicht wurden die Ergebnisse in der Fachzeitschrift Physical Review Letters, zusätzlich beleuchtet werden sie auch in einem Begleitartikel der American Physical Society.

In den späten 1960er-Jahren formulierte unter anderem Sven-Gösta Nilsson, damals Physik-Professor an der Universität Lund, eine Theorie über die mögliche Existenz noch unbekannter superschwerer Elemente. Mittlerweile wurden solche Elemente erzeugt und viele Vorhersagen bestätigt. Unter anderem gelang die Entdeckung der sechs neuen Elemente 107 bis 112 bei GSI in Darmstadt, weitere bis zu Element 118 sind bereits bekannt. Es wurde auch prognostiziert, dass eine „magische“ Kombination von Protonen und Neutronen bei den superschweren Elementen zu stark ansteigenden Halbwertszeiten führen sollte. Dies tritt dann auf, wenn die jeweils eine gewisse Anzahl an Protonen und Neutronen fassenden Schalen im Atomkern komplett gefüllt sind. „Auch für Flerovium, das Element 114, wurde eine solche abgeschlossene, ‚magische‘ Protonenschalenstruktur vorhergesagt. Stimmte dies, läge Flerovium im Zentrum der sogenannten ‚Insel der Stabilität‘, einem Bereich der Nuklidkarte, in dem die superschweren Elemente durch die Schalenabschlüsse besonders hohe Lebensdauern aufweisen müssten“, erläutert Prof. Dr. Dirk Rudolph von der Universität Lund, der Sprecher des internationalen Experiments.

Atomkerne von Flerovium zeigen ungewöhnliche Zerfallswege

Inspiriert von Nilssons Theorien untersuchte die von der Arbeitsgruppe in Lund geleitete internationale Kollaboration in Experimenten bei GSI in Darmstadt, ob Flerovium-Kerne die vorhergesagten magischen Eigenschaften zeigen. Dazu wurden im Rahmen des FAIR-Phase-0-Experimentierprogramms während 18 Tagen jede Sekunde vier Billionen Calcium-48-Kerne mit 20 Protonen vom GSI-Linearbeschleuniger UNILAC auf zehn Prozent der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Sie wurden auf eine dünne Folie mit seltenem Plutonium-244 mit 94 Protonen geschossen, um so durch Kernverschmelzung Atomkerne des Fleroviums, das 114 Protonen besitzt, zu erzeugen. Dieses sogenannte Target wurde am Department Chemie der JGU mithilfe von Plutonium, das unter anderem vom Lawrence Livermore National Laboratory, USA, bereitgestellt wurde, hergestellt. Starke Magnete des GSI-Rückstoßseparators TASCA trennten die Flerovium-Kerne vom intensiven Calcium-Ionenstrahl ab, im Anschluss wurden sie in einer in Lund extra für dieses Experiment weiterentwickelte Detektionsapparatur registriert.

Der Detektor vermaß den radioaktiven Zerfall von 30 Flerovium-Kernen – also das Austreten von Kernbruchstücken von Flerovium – mit hoher Effizienz und Genauigkeit. Durch präzise Analyse dieser Bruchstücke und der Zeiten, innerhalb welcher sie emittiert wurden, gelang es dem Team, ungewöhnliche Zerfallswege der Atomkerne des Fleroviums zu bestimmen, die nicht mit seinen ursprünglich vorhergesagten „magischen“ Eigenschaften in Einklang zu bringen sind. „Unsere Studie zeigt, dass Element 114 nicht stabiler ist als andere in seiner Nähe. Dies ist ein sehr wichtiger Teil des Puzzles bei der weiteren Suche nach dem Zentrum der begehrten Insel der Stabilität“, sagt Prof. Dr. Christoph Düllmann, Professor für Kernchemie an der JGU und Leiter der Arbeitsgruppen bei GSI und am HIM.

Die neuen Ergebnisse werden der Wissenschaft von großem Nutzen sein. Anstatt weiter im Bereich von Element 114 nach dem Zentrum der Insel der Stabilität zu suchen, werden nun noch schwerere Elemente, beispielsweise das noch unentdeckte Element 120, verstärkt ins Rampenlicht rücken. (CP)

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Presse Aktuelles
news-3746 Thu, 21 Jan 2021 07:34:00 +0100 Heliumkerne in schweren Atomkernen entdeckt https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3746&cHash=2a3a732fc1c512c64de7b63110887ff3 Mithilfe hochenergetischer Protonen lassen sich gezielt Nukleonen und vorgeformte Kern-Cluster aus Atomkernen herausschlagen. In einem Experiment am Research Center for Nuclear Physics (RCNP) in Osaka in Japan konnten nun direkt Heliumkerne in verschiedenen Zinn-Isotopen nachgewiesen werden und die Entwicklung der Wahrscheinlichkeit für ihre Formierung entlang der Zinn-Isotopenkette studiert werden. Diese Meldung basiert auf einer Pressemitteilung der Technischen Universität Darmstadt.

Mithilfe hochenergetischer Protonen lassen sich gezielt Nukleonen und vorgeformte Kern-Cluster aus Atomkernen herausschlagen. In einem Experiment am Research Center for Nuclear Physics (RCNP) in Osaka in Japan konnten nun direkt Heliumkerne in verschiedenen Zinn-Isotopen nachgewiesen werden und die Entwicklung der Wahrscheinlichkeit für ihre Formierung entlang der Zinn-Isotopenkette studiert werden. Die Ergebnisse einer Forschungsgruppe mit führender Beteiligung der TU Darmstadt, des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt sowie des RIKEN Nishina Centers for Accelerator-Based Science in Tokyo werden in einem aktuellen Beitrag in der Zeitschrift „Science“ diskutiert.

Atomkerne sind aus Neutronen und Protonen aufgebaut, die sich aufgrund der starken Wechselwirkung zu Atomkernen vereinen. Die Kenntnis der Eigenschaften von Atomkernen und deren theoretische Beschreibung sind Grundlage für unser Verständnis von Kernmaterie sowie der Entwicklung des Universums. Die Untersuchung der Eigenschaften ausgedehnter Kernmaterie, wie sie zum Beispiel in Neutronensternen im Universum vorliegt, kann experimentell im Labor nur über Kernreaktionen erfolgen, die wichtige Information über die Eigenschaften von Kernen liefern. Die so in Experimenten gewonnenen Erkenntnisse werden wiederum zum Test von Theorien zur Beschreibung von Kernmaterie unter verschiedenen Bedingungen herangezogen.

Einige Theorien sagen voraus, dass leichte Kerne wie Heliumkerne mit Neutronen und Protonen in Kernmaterie koexistieren. Dieses sollte in einem Dichtebereich erfolgen, der deutlich unterhalb der Sättigungsdichte von Kernmaterie liegt, wie sie im Innern von schweren Atomkernen vorliegt. Eine in Darmstadt an der Technischen Universität und am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung von Dr. Stefan Typel entwickelte Theorie sagt voraus, dass diese Kondensation von Heliumkernen auch an der Oberfläche von Atomkernen auftreten sollte. Ziel des in der neuesten Ausgabe von „Science“ vorgestellten Experimentes war eine Überprüfung dieser Vorhersage.

Theorie bestätigt

Im beschriebenen Experiment wurden Zinn-Isotope mit hochenergetischen Protonen bestrahlt. Dabei wurden eindeutig gestreute Protonen und herausgeschlagene Heliumkerne nachgewiesen. Die genaue Analyse der Wissenschaftler Dr. Junki Tanaka und Dr. Yang Zaihong zeigte, dass es sich um eine direkte „quasi-elastische“ Streuung der Protonen an Heliumkernen in Zinnkernen handelt. Die ermittelten Wirkungsquerschnitte für verschiedenen Zinn-Isotope zeigen zudem, dass die Wahrscheinlichkeit für die Bildung von Heliumkernen deutlich mit dem Neutronenüberschuss der Kerne abnimmt.

Dies bestätigt auf beeindruckende Weise die Vorhersage der Theorie. Diese neue Erkenntnis, die weitreichende Konsequenzen für unser Verständnis von Kernen und Kernmaterie hat, soll nun genauer untersucht werden: In experimentellen Programmen an den Beschleunigeranlagen des Research Center for Nuclear Physics (RCNP) in Japan, sowie bei RIKEN und der neuen FAIR-Anlage in Darmstadt bei der GSI sollen insbesondere auch kurzlebige neutronenreiche Kerne studiert werden. (CP)

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Aktuelles
news-3744 Mon, 18 Jan 2021 08:34:00 +0100 Grenzen von Atomkernen vorhergesagt https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3744&cHash=7585481fdd27d2de61792bccf08936e5 Mithilfe neuer Berechnungen lassen sich die Eigenschaften von fast 700 Isotopen zwischen Helium und Eisen vorhersagen. Sie zeigen, welche Atomkerne existieren können und welche nicht. In einem Beitrag in Physical Review Letters berichten Forschende, wie sie erstmals einen großen Bereich der Nuklidkarte basierend auf der starken Wechselwirkung simulierten. An der Forschung ist auch das ExtreMe Matter Institute EMMI von GSI und TU Darmstadt beteiligt. Diese Meldung basiert auf einer Pressemitteilung der Technischen Universität Darmstadt.

Mithilfe neuer Berechnungen lassen sich die Eigenschaften von fast 700 Isotopen zwischen Helium und Eisen vorhersagen. Sie zeigen, welche Atomkerne existieren können und welche nicht. In einem Beitrag in Physical Review Letters berichten Forschende der TU Darmstadt, der University of Washington, des kanadischen Forschungszentrums TRIUMF und der Universität Mainz, wie sie erstmals einen großen Bereich der Nuklidkarte basierend auf der starken Wechselwirkung simulierten. An der Forschung ist auch das ExtreMe Matter Institute EMMI von GSI und TU Darmstadt beteiligt.

Atomkerne werden durch die starke Wechselwirkung zwischen Neutronen und Protonen zusammengehalten. Etwa zehn Prozent der bekannten Atomkerne sind stabil. Ausgehend von diesen stabilen Isotopen werden Kerne durch Hinzufügen oder Entfernen von Neutronen immer instabiler, bis Neutronen sich nicht mehr an den Kern binden können und „heraustropfen“. Diese Grenze der Existenz, die sogenannte Neutronen-„Dripline“, wurde experimentell bislang nur für leichte Elemente bis Neon entdeckt. Das Verständnis der Neutronen-Dripline und der Struktur neutronenreicher Kerne spielt auch eine zentrale Rolle für das Forschungsprogramm der zukünftigen Beschleunigeranlage FAIR bei GSI.
In einer neuen Studie „Ab Initio Limits of Nuclei“, die im Journal Physical Review Letters als Editors‘ Suggestion mit einer begleitenden Synopsis in APS Physics erschienen ist, gelang es EMMI-Professor Achim Schwenk von der TU Darmstadt, der auch Max Planck Fellow am MPI für Kernphysik in Heidelberg ist, gemeinsam mit Wissenschaftlern der University of Washington, des TRIUMF und der Universität Mainz, die Grenzen von Atomkernen mit Hilfe innovativer theoretischer Methoden bis zu mittelschweren Kernen zu berechnen. Die Ergebnisse sind eine Fundgrube an Informationen über mögliche neue Isotope und liefern einen Fahrplan für Kernphysiker, um diese zu verifizieren.

Die neue Arbeit ist nicht der erste Versuch, den extrem neutronenreichen Bereich der Kernlandschaft theoretisch zu erforschen. Frühere Untersuchungen nutzten die Dichtefunktionaltheorie, um gebundene Isotope zwischen Helium und den schweren Elementen vorherzusagen. Professor Schwenk und seine Kollegen hingegen erstellten nun erstmals die Nuklidkarte auf der Basis der ab initio Kerntheorie. Ausgehend von mikroskopischen Zwei- und Drei-Teilchen-Wechselwirkungen lösten sie die Vielteilchen-Schrödinger-Gleichung, um die Eigenschaften von Atomkernen von Helium bis Eisen zu simulieren. Dies gelang durch die Verwendung einer neuen ab initio Vielteilchen-Methode – der In-Medium Similarity Renormalization Group –, kombiniert mit einer Erweiterung, welche teilweise gefüllte Orbitale behandeln kann, um alle Kerne zuverlässig zu bestimmen.

Ausgehend von Zwei- und Drei-Nukleonen-Wechselwirkungen basierend auf der starken Wechselwirkung, der Quantenchromodynamik, berechneten die Forscher die Grundzustandsenergien von fast 700 Isotopen. Die Ergebnisse stimmen mit früheren Messungen überein und dienen als Grundlage für die Bestimmung der Lage der Neutronen- und Protonen-Dripline. Durch Vergleiche mit experimentellen Massenmessungen und eine statistische Analyse konnten auch theoretische Unsicherheiten für die Vorhersagen bestimmt werden, etwa für die Separationsenergien der Atomkerne und so auch für die Wahrscheinlichkeit, dass ein Isotop gebunden ist oder
nicht existiert.

Die neue Studie ist ein Meilenstein im Verständnis, wie die Nuklidkarte und Kernstruktur aus der starken Wechselwirkung entstehen. Dies ist eine Schlüsselfrage des DFG-geförderten Sonderforschungsbereichs 1245 „Atomkerne: Von fundamentalen Wechselwirkungen zu Struktur und Sternen“ an der TU Darmstadt, im Rahmen dessen die Forschungsarbeit entstand. Als nächstes wollen die Wissenschaftler ihre Berechnungen auf schwerere Elemente ausweiten, um den Input für die Simulation der Synthese schwerer Elemente voranzutreiben. Diese verläuft in neutronenreichen Umgebungen in Richtung der Neutronen-Dripline und findet in der Natur beim Verschmelzen von Neutronensternen oder in extremen Supernovae statt. (TUD/CP)

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Aktuelles
news-3740 Thu, 14 Jan 2021 11:00:00 +0100 Neues Langzeit-Drohnenvideo: Die Fortschritte auf der FAIR-Baustelle im Zeitraffer https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3740&cHash=d00275302098893edd4b85fe980b8c49 Beim FAIR-Projekt, einem der größten Bauvorhaben für die Forschung weltweit, konnten große Fortschritte erzielt und wichtige Etappen abgeschlossen werden. Ein neues, mit ausgefeilter Filmtechnik erstelltes Zeitraffer-Video lässt die Entwicklung der vergangenen drei Jahre auf der Mega-Baustelle besonders greifbar werden. Mehrere Videos, mit regelmäßigen Drohnenflügen über dem Areal aufgenommen, wurden mit GPS-Unterstützung exakt überlagert und so zu einem einzigen Video kombiniert. Beim FAIR-Projekt, einem der größten Bauvorhaben für die Forschung weltweit, konnten große Fortschritte erzielt und wichtige Etappen abgeschlossen werden. Ein neues, mit ausgefeilter Filmtechnik erstelltes Zeitraffer-Video lässt die Entwicklung der vergangenen drei Jahre auf der Mega-Baustelle besonders greifbar werden. Mehrere Videos, mit regelmäßigen Drohnenflügen über dem Areal aufgenommen, wurden mit GPS-Unterstützung exakt überlagert und so zu einem einzigen Video kombiniert. Der Fortgang der Bauaktivitäten wird mit diesem „Longterm Dronelapse“ auf beeindruckende Weise erlebbar.

Zu den größten Meilensteinen in jüngster Zeit zählt die Entwicklung des Südbereichs der Baustelle. Mit den Bauarbeiten dort konnte trotz Corona-Pandemie bereits begonnen werden, nachdem die Vergabe der Aushub- und Rohbauarbeiten für den ersten Abschnitt im Südbereich erfolgt war. Dazu gehören unter anderem der Rohbau für sechs Gebäude und für eine einzigartige Experimentiereinrichtung – den Supraleitenden Fragmentseparator (Super-FRS). Hier wird es um Forschungsfragen zu Kernstruktur und Wechselwirkungen extrem seltener, exotischer Teilchen gehen.

Währenddessen schreiten die Rohbauarbeiten für das Herzstück der künftigen Anlage, den 1,1 Kilometer große Ringbeschleuniger SIS100, kontinuierlich voran; der Erdaushub ist in gesamter Länge erfolgt. Auch das zentrale Kreuzungsbauwerk wächst inzwischen über mehrere Geschosse empor. Es ist das komplexeste Gebäude der Anlage, bis zu 17 Meter tief und 20 Meter hoch und der entscheidende Knotenpunkt für die Anlagenstrahlführung. Die Tiefbauarbeiten sind abgeschlossen, die Hochbauarbeiten sind in vollem Gange.

Außerdem sind die Fundamente und Wände für den CBM-Experimentierplatz errichtet. CBM ist eine der vier großen wissenschaftlichen Säulen der künftigen FAIR-Anlage. Im Mittelpunkt steht die Untersuchung von hochkomprimierter Kernmaterie, wie sie in Neutronensternen und im Kern von Supernova-Explosionen existiert. Bei der zentralen Anbindung der künftigen Teilchenbeschleunigeranlage FAIR an die bestehende GSI-Anlage ist ebenfalls ein wichtiger Schritt erreicht worden. Planmäßig wurde ein entscheidendes Verbindungsstück per Schwerlasttransport angeliefert. Das 4,5 Tonnen schwere Stahlbauteil wurde mit einem mobilen Kran eingesetzt und sorgt für die Abdichtung beim Anschluss von GSI an FAIR.

Um die neu errichteten Gebäude mit Leben zu füllen, rückt eine weitere, wichtige Aufgabe zunehmend in den Fokus: die Montage der Beschleunigermaschine. Bei der Entwicklung und Fertigung der Hightech-Komponenten für FAIR ist die Serienproduktion in manchem Bereich bereits abgeschlossen, in anderen steht dies bald an. Eine eigens installierte Planungsgruppe wird diese nächste Phase in der Projektrealisierung vorbereiten, während die Beschleunigerstrukturen und Gebäude auf dem FAIR-Baufeld immer mehr an Kontur gewinnen. Auch in Zukunft werden aktuelle Drohnenaufnahmen diese substanziellen Fortschritte begleitet. (BP)

Video

FAIR-Baustelle im Zeitraffer – Longterm Dronelapse

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Aktuelles FAIR
news-3738 Thu, 07 Jan 2021 07:53:00 +0100 Serienproduktion der SIS100-Beschleunigungskavitäten, Leistungsverstärker und Versorgungseinheiten abgeschlossen – Alle Komponenten geliefert https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3738&cHash=e1a2412d608320a7b6ca2539da341b7a Der Schwerionenbeschleuniger SIS100 mit 1,1 Kilometern Umfang ist das Herzstück der zukünftigen Beschleunigeranlage FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research), die gerade bei GSI entsteht. Er wird in Zukunft schwerste Ionen innerhalb einer halben Sekunde auf Endgeschwindigkeit beschleunigen. Alle dazu notwendigen Kavitäten, Leistungsverstärker und Versorgungseinheiten wurden nun an GSI/FAIR geliefert. Damit ist die Serienproduktion der Hauptkomponenten des SIS100-Beschleunigungssystems abgeschlossen. Der Schwerionenbeschleuniger SIS100 mit 1,1 Kilometern Umfang ist das Herzstück der zukünftigen Beschleunigeranlage FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research), die gerade bei GSI entsteht. Er wird in Zukunft schwerste Ionen innerhalb einer halben Sekunde auf Endgeschwindigkeit beschleunigen. Alle dazu notwendigen Kavitäten, Leistungsverstärker und Versorgungseinheiten wurden nun an GSI/FAIR geliefert. Damit ist die Serienproduktion der Hauptkomponenten des SIS100-Beschleunigungssystems abgeschlossen.

Die kurze Beschleunigungszeit des SIS100 ist ein wesentlicher Unterschied zu anderen supraleitenden Synchrotrons, insbesondere den großen Collider-Synchrotrons, deren Beschleunigungsrampe typischerweise mehrere Minuten dauert. Um dies zu ermöglichen, ist das SIS100 mit einer großen Anzahl von Hochfrequenzbeschleunigungseinrichtungen ausgestattet. Für die Erstausstattung wurden 14 Kavitäten für die Beschleunigung der schweren Ionen vorgesehen und bestellt, im Endausbau werden dazu 20 Kavitäten benötigt. Neben den Hochfrequenzanlagen für die Strahlbeschleunigung verfügt das SIS100 über weitere neun Kavitäten zur Kompression der beschleunigten Ionenpulse und vier weitere spezielle Systeme. Letztere dienen zum einen zur Stabilisierung des Strahls bei hohen Intensitäten, zum anderen auch zur Erzeugung von Hochfrequenzbarrieren, die einen rechteckigen Strahlpuls vor der Extraktion umschließen. Mit dieser Ausstattung von Hochfrequenzanlagen ähneln die Geraden des SIS100 eher einem Linearbeschleuniger als einem Synchrotron.

Die Entwicklung und der Bau der Beschleunigungskavitäten wurde an die Firma RI Research Instruments GmbH vergeben. Nach einer Designphase, in der RI eng mit den Fachkräften der Ring-HF-Abteilung von GSI zusammenarbeitete, folgte die Fertigung und Abnahme des First-of-Series-Systems. Basierend auf den Ergebnissen dieser Aktivitäten startete im Herbst letzten Jahres die Produktion der 13 Seriengeräte, bestehend aus Kavitäten und Leistungsverstärkern. Gleichzeitig wurden die dazu gehörigen Versorgungseinheiten in der Schweiz von RIs Kooperationspartner, der Firma Ampegon Power Electronics AG, heute Teil der Aretè & Cocchi Technology Group, produziert.

Anfang Dezember wurden die letzten Komponenten für das SIS100-Beschleunigungssystem durch RI geliefert. Damit sind nun alle Komponenten der Beschaffung – jeweils 14 Kavitäten und Leistungsverstärker von RI sowie 14 Versorgungseinheiten von Ampegon – bei GSI/FAIR eingetroffen. Zusammen mit der „low level RF“, dem Elektroniksystem zur Steuerung und Synchronisierung, bilden sie das Beschleunigungssystem des SIS100-Synchrotrons, mit dem ein Spitzenwert der Beschleunigungsspannung von insgesamt 280 000 Volt auf den keramischen Gaps der Kavitäten erzeugt werden kann.

Die Produktion und die Abnahmetests wurden Anfang 2020 durch die Coronapandemie vor unerwartete Herausforderungen gestellt, doch dank Schichtarbeit, flexibler Anpassung an die jeweiligen Vorgaben und vor allem enger Kooperation der Teams bei GSI/FAIR, RI und Ampegon konnten die Aktivitäten trotz erschwerter Umstände erfolgreich durchgeführt werden. Neben dem Abschluss der Serienproduktion der supraleitenden Dipolmodule ist damit ein weiterer wichtiger Meilenstein für die Errichtung des SIS100-Synchrotrons erreicht. (CP)

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Aktuelles FAIR
news-3736 Tue, 22 Dec 2020 16:05:53 +0100 Nachruf auf Professor Akito Arima https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3736&cHash=2c4b3d6fc97055d17fd4ac386918faea Der frühere Präsident des japanischen Forschungsinstituts RIKEN Professor Akito Arima ist am 6. Dezember im Alter von 90 Jahren von uns gegangen. Neben seinen herausragenden Beiträgen in der Wissenschaft, wird sein Engagement für die internationalen Beziehungen von RIKEN ein bleibendes Vermächtnis sein. In seiner Amtszeit als Präsident von 1993 bis 1998 hat er die Kooperation von GSI und RIKEN (Tokyo) maßgeblich gestärkt. Das Management von GSI/FAIR spricht seiner Familie und seinen Freunden tief empfunden Der frühere Präsident des japanischen Forschungsinstituts RIKEN Professor Akito Arima ist am 6. Dezember im Alter von 90 Jahren von uns gegangen. Neben seinen herausragenden Beiträgen in der Wissenschaft, wird sein Engagement für die internationalen Beziehungen von RIKEN ein bleibendes Vermächtnis sein. In seiner Amtszeit als Präsident von 1993 bis 1998 hat er die Kooperation von GSI und RIKEN (Tokyo) maßgeblich gestärkt. Das Management von GSI/FAIR spricht seiner Familie und seinen Freunden tief empfundenes Beileid aus.

Professor Akito Arima trug als Kernphysiker und Politiker entscheidend zur Entwicklung der Forschungslandschaft in Japan bei und bekleidete über viele Jahre hinweg zahlreiche wichtige Positionen. Während seiner Amtszeit als RIKEN-Präsident fokussierte er sich auf die Intensivierung der internationalen Beziehungen von RIKEN. In dieser Zeit wurde auch die langjährige, erfolgreiche Kooperation von GSI und RIKEN durch seine Unterstützung vertieft.
Neben seiner Arbeit am RIKEN war er auch Präsident der Universität von Tokio, Präsident der Japan Association of National Universities, Bildungsminister und Staatsminister für Wissenschaft und Technologie. Für seine Verdienste erhielt er zahlreiche Preise und Auszeichnungen. Außerdem war Amira Mitglied der American Academy of Arts and Sciences. Neben seinen herausragenden Leistungen in Wissenschaft und Wissenschaftspolitik war Akito Arima auch hoch angesehen für seine Haikus, die traditionelle japanische Poesie. (LW)

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Aktuelles
news-3732 Mon, 21 Dec 2020 12:00:00 +0100 FAIR-GSI PhD Award 2020 für Dr. Ivan Miskun https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3732&cHash=20bf8820c37ae5b5a4e47bcba919623f Dr. Ivan Miskun wurde mit dem FAIR-GSI PhD Award 2020 ausgezeichnet. Der Preis, der jährlich verliehen wird, ist mit 1000 Euro dotiert und wird von Pfeiffer Vacuum gestiftet. Überreicht wurde der Preis im Dezember im Rahmen eines virtuellen FAIR-GSI-Kolloquiums durch Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von FAIR und GSI, und Daniel Sälzer, Geschäftsführer der Pfeiffer Vacuum GmbH. Dr. Ivan Miskun wurde mit dem FAIR-GSI PhD Award 2020 ausgezeichnet. Der Preis, der jährlich verliehen wird, ist mit 1000 Euro dotiert und wird von Pfeiffer Vacuum gestiftet. Überreicht wurde der Preis im Dezember im Rahmen eines virtuellen FAIR-GSI-Kolloquiums durch Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von FAIR und GSI, und Daniel Sälzer, Geschäftsführer der Pfeiffer Vacuum GmbH.

Die Promotionsarbeit von Ivan Miskun zum Thema „A Novel Method for the Measurement of Half-Lives and Decay Branching Ratios of Exotic Nuclei with the FRS Ion Catcher“, übersetzt „Eine neue Methode zur Messung von Halbwertszeiten und Zerfallsverzweigungsverhältnissen exotischer Atomkerne mit dem FRS-Ionenfänger“, wurde an der Universität Gießen in der Arbeitsgruppe von Professor Christoph Scheidenberger angefertigt. Das Schlüsselelement dieser neuartigen Anwendung ist eine sogenannte gasgefüllte Stoppzelle, die – das ist die neue Entwicklung – als Ionenfalle mit unterschiedlichen Speicherzeiten für die am GSI-Fragmentseparator FRS produzierten und separierten exotischen Atomkerne genutzt wird.

Die exotischen Kerne werden in der gasgefüllten Stoppzelle des FRS-Ionenfängers abgestoppt und für eine gewisse, variable Zeitdauer im Bereich von wenigen Millisekunden bis zu einigen Sekunden gespeichert. Zerfallen in dieser Zeit die instabilen Kerne in verschiedene Tochternuklide im Grundzustand oder in deren angeregte Niveaus, werden auch diese gespeichert und können anschließend zusammen mit den verbliebenen Mutterkernen mit einem Multireflexions-Flugzeitmassenspektrometer nachgewiesen, identifiziert (durch hochgenaue Bestimmung ihrer jeweiligen Kernbindungsenergie) sowie ihre Intensitätsverhältnisse bestimmt werden. Dabei können auch metastabile angeregte Zustände (Isomere) nachgewiesen und deren Anregungsenergie präzise gemessen werden.

Dass das Verfahren zuverlässig funktioniert, wurde im Rahmen der Dissertation von Dr. Miskun an mehreren bekannten Beispielen überprüft, und weiterführend konnte er das Verzweigungsverhältnis für die energetisch möglichen Zerfallskanäle bestimmen. Mit dieser neuartigen Methode lässt sich eine Vielzahl von Daten ermitteln, die in astrophysikalischen Nukleosyntheseprozesse eine Rolle spielen, speziell im r-Prozess, bei dem durch schnelle Neutroneneinfangsreaktionen in Supernova-Explosionen oder Neutronensternverschmelzungen in wenigen Sekunden alle Elemente oberhalb von Eisen bis hin zu den schwersten chemischen Elemente gebildet werden.

Mit der Pfeiffer Vacuum GmbH, die Vakuumtechnik und -pumpen anbietet, verbindet GSI eine langjährige Partnerschaft. Vakuumlösungen von Pfeiffer Vacuum werden in den Anlagen von GSI seit Jahrzehnten erfolgreich eingesetzt.

Der FAIR-GSI PhD Award wird jährlich für die beste Promotionsarbeit des vorangegangenen Jahres vergeben, die durch GSI im Rahmen der strategischen Partnerschaften mit den Universitäten in Darmstadt, Frankfurt, Gießen, Heidelberg, Jena, Mainz oder durch das Forschungs- und Entwicklungsprogramm gefördert wurde. Aktuell arbeiten im Rahmen der Graduiertenschule HGS-HIRe (Helmholtz Graduate School for Hadron and Ion Research) über 300 Doktorand*innen an Dissertationen mit Verbindung zu GSI und FAIR. (CP)

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Aktuelles FAIR
news-3734 Mon, 21 Dec 2020 09:49:00 +0100 Fellowship der Chinesischen Akademie der Wissenschaften für Danyal Winters https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3734&cHash=38b0d26638f4dc47a1db061779b41327 GSI-Wissenschaftler Dr. Danyal Winters wurde ein Fellowship der Chinesischen Akademie der Wissenschaften verliehen. In diesem Rahmen erhielt er eine Einladung zu mehreren Monaten Forschungsaufenthalt innerhalb von zwei Jahren in China. Am Institute of Modern Physics (IMP) in Lanzhou wird er auf dem Gebiet der Laserkühlung von gespeicherten relativistischen Ionen forschen und die bereits erfolgreiche Zusammenarbeit von GSI und IMP weiter intensivieren. GSI-Wissenschaftler Dr. Danyal Winters wurde ein Fellowship der Chinesischen Akademie der Wissenschaften verliehen. In diesem Rahmen erhielt er eine Einladung zu mehreren Monaten Forschungsaufenthalt innerhalb von zwei Jahren in China. Am Institute of Modern Physics (IMP) in Lanzhou wird er auf dem Gebiet der Laserkühlung von gespeicherten relativistischen Ionen forschen und die bereits erfolgreiche Zusammenarbeit von GSI und IMP weiter intensivieren.

Mit dem Visiting-Scientist-Fellowship for Associate Professors wird Danyal Winters innerhalb der Jahre 2021-2022 am Institute of Modern Physics (IMP, Lanzhou) in der Arbeitsgruppe von Professor Xinwen Ma forschen können. Die prestigeträchtige Auszeichnung im Rahmen der „President's International Fellowship Initiative“ (PIFI) der Chinese Academy of Sciences (CAS) ist ein spezielles Förderprogramm, um talentierten ausländischen Forschenden den wissenschaftlichen Austausch und die Forschungszusammenarbeit vor Ort zu ermöglichen.

Danyal Winters ist der stellvertretende Leiter der Abteilung Speicherringe bei GSI und FAIR, Arbeitspaketleiter „SIS100 laser cooling pilot facility“ und Arbeitsgruppenkoordinator „laser cooling“ der SPARC-Kollaboration (APPA). Am IMP wird er seine Forschung auf dem Gebiet der Laserkühlung und Fluoreszenzdiagnose von gespeicherten relativistischen Ionen am Cooler Storage Ring (CSRe) erweitern. Hierbei nutzt er neue Detektor- und Lasersysteme, die in der langjährigen Zusammenarbeit zwischen IMP und GSI gemeinsam mit anderen Gruppen an deutschen Universitäten (Darmstadt, Dresden, Münster) entwickelt wurden. Auch das FAIR-Projekt wird durch diesen Forschungsaustausch gestärkt: Weiterentwicklungen bei der Laserkühlung sind bedeutend für den FAIR-Beschleuniger SIS100 und die SPARC-Kollaboration, bei der auch die chinesischen Forschenden aktive Mitglieder sind. (LW)

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Aktuelles FAIR
news-3730 Mon, 14 Dec 2020 09:00:00 +0100 Abnahmetest: Wichtiges Detektorteil für FAIR-Forschungssäule CBM erfolgreich übergeben https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3730&cHash=a823e45123a1d35e3d042b08784ea81a Ein wichtiger Baustein für das künftige CBM-Experiment, eine der vier zentralen Säulen des FAIR-Forschungsprogramms, hat erfolgreich den Abnahmetest vor Ort auf dem GSI- und FAIR-Campus (SAT, Site Acceptance Test) durchlaufen. Im Namen eines Teams des Kernphysikalischen Instituts (NPI) der Tschechischen Akademie der Wissenschaften (CAS) und der Technischen Universität in Prag (CTU) hatte Dr. Petr Chudoba vom NPI den Manipulator für den PSD-Detektor übergeben, ein tschechischer Sachbeitrag für FAIR. Ein wichtiger Baustein für das künftige CBM-Experiment, eine der vier zentralen Säulen des FAIR-Forschungsprogramms, hat erfolgreich den Abnahmetest vor Ort auf dem GSI- und FAIR-Campus (SAT, Site Acceptance Test) durchlaufen. Im Namen eines Teams des Kernphysikalischen Instituts (NPI) der Tschechischen Akademie der Wissenschaften (CAS) und der Technischen Universität in Prag (CTU) hatte Dr. Petr Chudoba vom NPI den Manipulator für den PSD-Detektor übergeben, ein tschechischer Sachbeitrag für FAIR. Es ist zugleich der erste nach Deutschland gelieferte Inkind-Beitrag eines ausländischen Partners für das CBM-Experiment.

Die Tschechische Republik ist als Partnerstaat direkt mit dem FAIR-Projekt verbunden und war im Frühjahr 2019 als „Aspirant Partner“ beigetreten. Die Partnerschaft konnte damals bereits auf eine langjährig bestehende, sehr gute Zusammenarbeit von tschechischen Forschungseinrichtungen und GSI/FAIR aufbauen. Tschechische Forschende sind beispielsweise beim Großdetektor HADES beteiligt sowie in der nuklearen Astrophysik und sind in allen vier Forschungssäulen aktiv, so auch bei CBM. Hier leisten sie einen bedeutenden Beitrag zur Forschung, Entwicklung und Konstruktion des PSD-Detektors (Projectile Spectator Detector), der Teil des CBM-Experimentaufbaus ist.

Das CBM-Experiment (Compressed Baryonic Matter) ist eines der Schlüsselexperimente an FAIR und hat zum Ziel, das QCD-Phasendiagramm im Bereich hoher Baryonendichten zu erforschen. Im Mittelpunkt steht die Untersuchung von hochkomprimierter Kernmaterie, wie sie in Neutronensternen und im Kern von Supernova-Explosionen existiert, mit nie dagewesener Präzision und über einen sehr weiten Dichtebereich. Der Projectile Spectator Detector (PSD) dient beim CBM-Experiment zur Messung der Geometrie von Schwerionenkollisionen. Die nun gelieferte Komponente, der Manipulator, ist der bewegliche Teil dieses Detektors.

Der Detektor wird Teilchen aus der Wechselwirkung von relativistischen schweren Ionen mit einem Target aufspüren können. Dafür wird er in einem Abstand von etwa acht bis zwölf Metern vom Interaktionspunkt aus um das Strahlrohr herum angeordnet. Da das Strahlrohr beweglich ist, muss auch der Detektor in mehreren Richtungen beweglich sein und sich im Bereich von mehreren Grad drehen können. Das Gewicht des PSD beträgt etwa 25 Tonnen, daher war es eine besondere Herausforderung, einen entsprechenden Stützrahmen, den PSD-Manipulator, zu konstruieren und zu bauen.

Das tschechische Team hat diese komplexe Anforderung erfolgreich erfüllt. Der Manipulator ermöglicht nun eine horizontale und vertikale Bewegung mit einer Präzision im Millimeterbereich sowie die Rotation des gesamten PSD-Detektors. Nach seiner Installation wird der Manipulator rund 25 Tonnen an Kalorimeter-Messmodulen unterstützen können. Nach dem nun erfolgten erfolgreichen Tests wird das Detektorteil bis zur Installation im CBM-Cave bei GSI/FAIR gelagert. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3728 Wed, 09 Dec 2020 17:00:00 +0100 CERN-Experiment: ALICE öffnet den Weg für hochpräzise Studien der starken Wechselwirkung https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3728&cHash=8a0d02bac81e9469e80a214063ad95ce Es ist der Beginn eines neuen Kapitels der Hadronenphysik: In einem in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlichten Paper beschreibt die ALICE-Kollaboration am Europäischen Kernforschungszentrum CERN eine Technik, die eine Tür zu vielen neuen, hochpräzisen Studien am Large Hadron Collider (LHC) über die Dynamik der starken Kraft zwischen Hadronen öffnet. Von Anfang an hat auch GSI eine führende Rolle bei Bau und wissenschaftlichem Programm von ALICE, einem der vier Großexperimente am CERN, gespielt. Es ist der Beginn eines neuen Kapitels der Hadronenphysik: In einem in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlichten Paper beschreibt die ALICE-Kollaboration am Europäischen Kernforschungszentrum CERN eine Technik, die eine Tür zu vielen neuen, hochpräzisen Studien am Large Hadron Collider (LHC) über die Dynamik der starken Kraft zwischen Hadronen öffnet. Von Anfang an hat auch GSI eine führende Rolle bei Bau und wissenschaftlichem Programm von ALICE, einem der vier Großexperimente am CERN, gespielt.

Mit der Veröffentlichung „Unveiling the strong interaction among hadrons at the LHC" legt die ALICE Kollaboration interessante neue Erkenntnisse rund um das Thema ‚Hadronen und ihre Wechselwirkungen‘ vor. Hadronen sind aus zwei oder drei Quarks zusammengesetzte Teilchen, die durch die starke Wechselwirkung zwischen Quarks und Gluonen gebunden werden. Diese Wechselwirkung besteht auch zwischen Hadronen und bindet Nukleonen (Protonen und Neutronen) im Inneren von Atomkernen aneinander. Eine der größten Herausforderungen in der heutigen Kernphysik ist das Verständnis der starken Wechselwirkung zwischen Hadronen mit unterschiedlichem Quarkgehalt, ausgehend von der starken Wechselwirkung zwischen den Hadronen-Konstituenten Quarks und Gluonen.

Lattice-QCD (Quantenchromodynamik)-Berechnungen können verwendet werden, um die Wechselwirkung direkt aus den grundliegenden physikalischen Gesetzen heraus zu bestimmen. Jedoch liefern diese Berechnungen zuverlässige Vorhersagen nur für Hadronen, die schwere Quarks enthalten, wie beispielsweise Hyperonen, die ein oder mehrere Strange-Quarks besitzen. In der Vergangenheit wurden diese Wechselwirkungen durch Kollisionen von Hadronen in Streuexperimenten untersucht, aber diese Experimente sind schwierig mit instabilen, also schnell zerfallenden Hadronen wie Hyperonen durchzuführen. Genau diese Problematik hat bisher einen aussagekräftigen Vergleich zwischen Messungen und Theorie für Hadron-Hadron-Wechselwirkungen mit Hyperonen verhindert.

Die neue Studie der ALICE-Kollaboration rückt die Messung der Impuls-Korrelationen zwischen Hadronen, die bei Proton-Proton-Kollisionen am LHC erzeugt werden, in den Fokus. Sie zeigt, dass die darauf basierende Technik die Dynamik der starken Wechselwirkung zwischen Hyperonen und Nukleonen ans Licht bringen kann, und zwar potenziell für jedes beliebige Hadronenpaar. Die Technik wird Femtoskopie genannt, weil sie die Untersuchung von räumlichen Skalen nahe 1 Femtometer (10−15 Meter) erlaubt – was etwa der Größe eines Hadrons entspricht und auch der Reichweite der Starken Kraft.

Diese Methode hat es dem ALICE-Team bereits früher ermöglicht, Wechselwirkungen mit Lambda (Λ)- und Sigma (Σ)-Hyperonen, die ein Strange-Quark plus zwei leichte Quarks enthalten, sowie mit dem Xi (Ξ)-Hyperon, das aus zwei Strange-Quarks plus einem leichten Quark besteht, zu untersuchen. In der neuen Studie nutzte das Team die Technik, um mit hoher Präzision die Wechselwirkung zwischen einem Proton und dem seltensten der Hyperonen, dem Omega (Ω)-Hyperon, das drei Strange-Quarks enthält, zu bestimmen.

„Die erhaltene Genauigkeit der Bestimmung der starken Wechselwirkung für alle Arten von Hyperonen war unerwartet", sagt ALICE-Physikerin Laura Fabbietti, Professorin an der Technischen Universität München. „Dies lässt sich durch drei Faktoren erklären: die Tatsache, dass der LHC Hadronen mit Strange-Quarks in großen Mengen erzeugen kann, die Sensitivität der Femtoskopie-Technik auf den kurzreichweitigen Teil der starken Wechselwirkung, und schließlich die hervorragenden Messgenauigkeiten, die mit dem ALICE-Detektor bei der Teilchenidentifizierung und Impulsmessung erreicht werden.“

Kernphysiker Professor Peter Braun-Munzinger, wissenschaftlicher Direktor des ExtreMe Matter Instituts EMMI bei GSI und langjähriger Vorsitzender des Collaboration Boards von ALICE, ist in die aktuellen Untersuchungen maßgeblich involviert. Er unterstreicht ebenfalls die Bedeutung der nun veröffentlichten Forschung: „Unsere Erkenntnisse öffnen wirklich die Tür zu einem neuen Kapitel in der Hadronenphysik, und mit der um den Faktor 100 erhöhten Statistik für Run3 und Run4 am LHC werden viele neue Untersuchungen möglich sein.“

Die Verbindung zwischen GSI und ALICE ist traditionell sehr eng: Die Forschungsabteilung ALICE von GSI ist mitverantwortlich für den Betrieb der zwei größten Detektorsysteme von ALICE. Die Zeitprojektionskammer (TPC) und der Übergangsstrahlungsdetektor (TRD) wurden unter wesentlicher Beteiligung von GSI-Mitarbeitenden der ALICE-Abteilung und des Detektorlabors entwickelt und aufgebaut. Aktuell leistet GSI einen maßgeblichen Beitrag zum ALICE-Upgrade-Programm, insbesondere im TPC-Projekt und bei der Entwicklung des neuen Online-Offline(O2)-Software-Frameworks. Dazu arbeiten die ALICE-Abteilung, das Detektorlabor und die IT-Abteilung eng zusammen. GSI-Wissenschaftler*innen haben diverse führende Rollen in der Datenanalyse und im Physikprogramm von ALICE. Die GSI-Wissenschaftlerin und Professorin an der Universität Heidelberg, Silvia Masciocchi, ist derzeit Vorsitzende des ALICE Collaboration Boards.

„Unsere neue Messung ermöglicht einen Vergleich mit Vorhersagen aus Lattice-QCD-Berechnungen und bietet eine solide Basis für weitere theoretische Arbeiten“, sagt ALICE-Sprecher Dr. Luciano Musa. „Die Daten der nächsten LHC-Strahlzeiten sollten uns Zugang zum Verständnis der Wechselwirkung zwischen beliebigen Hadronenpaaren ermöglichen.“ Er betont abschließend: „ALICE hat einen neuen Weg für die Hadronenphysik am LHC eröffnet – einen Weg, der alle Arten von Quarks umfasst." (CERN/BP)

Weitere Informationen

Wissenschaftliche Veröffentlichung „Unveiling the strong interaction among hadrons at the LHC" im Fachmagazin "Nature" (Englisch)

Das ALICE-Experiment am CERN (Englisch)

ALICE bei GSI (Englisch)

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Aktuelles
news-3726 Mon, 07 Dec 2020 14:31:09 +0100 Nachruf auf Professor Vladimir Fortov https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3726&cHash=d50e53cd6a7407e62a015c2af9863772 Die Welt hat einen herausragenden und hingebungsvollen Forscher verloren, der in der Wissenschaft ein bleibendes Vermächtnis hinterlassen hat und insbesondere GSI und das FAIR-Projekt durch seine überzeugte Unterstützung gestärkt hat. Das Management von GSI/FAIR ist sehr traurig über die Nachricht, dass Akademiemitglied Vladimir Fortov am 29. November 2020 verstorben ist, und spricht seiner Familie und seinen Freunden tief empfundenes Beileid aus. Die Welt hat einen herausragenden und hingebungsvollen Forscher verloren, der in der Wissenschaft ein bleibendes Vermächtnis hinterlassen hat und insbesondere GSI und das FAIR-Projekt durch seine überzeugte Unterstützung gestärkt hat. Das Management von GSI/FAIR ist sehr traurig über die Nachricht, dass Akademiemitglied Vladimir Fortov am 29. November 2020 verstorben ist, und spricht seiner Familie und seinen Freunden tief empfundenes Beileid aus.

Er war ein renommierter Forscher auf den Gebieten der Wärmephysik, Stoßwellen und Plasmaphysik mit besonderem Schwerpunkt auf der Energieerzeugung. Als solcher bekleidete er viele wichtige Positionen in Russland, beispielsweise als Direktor des Instituts für Hochtemperaturphysik, Forschungsminister sowie Mitglied und Präsident der Russischen Akademie der Wissenschaften. Gleichzeitig förderte er die internationalen Beziehungen und erhielt viele internationale Preise und Anerkennungen. Für seine Verdienste um die Partnerschaft mit deutschen Universitäten, der Max-Planck-Gesellschaft und der Helmholtz-Gemeinschaft erhielt er unter anderem 2006 das Bundesverdienstkreuz der Bundesrepublik Deutschland. Zu den Ehrendoktoraten, die er erhielt, gehörte auch eines der Universität Frankfurt. Trotz seiner Arbeitsbelastung war er ein regelmäßiger Besucher und Förderer von GSI/FAIR und war lange Zeit in deren Gremien tätig.

Vladimir Fortov war eine Schlüsselfigur auf unserem wissenschaftlichen Gebiet, ein warmherziger und zuverlässiger Partner für GSI/FAIR und ein guter Freund. Wir werden ihn sehr vermissen! (GSI/FAIR)

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Aktuelles FAIR
news-3724 Mon, 07 Dec 2020 10:00:00 +0100 Wissenschaftliche Nachwuchsförderung: GSI/FAIR und JINR etablieren gemeinsame internationale Schule https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3724&cHash=4a508358618dbec97b8371fd7e9a5f16 Es ist ein starkes Zeichen für die Zukunft: GSI/FAIR und das Joint Institute for Nuclear Research (JINR) wollen in internationaler Zusammenarbeit junge Talente fördern und gründen dafür gemeinsam die „International Joint FAIR/GSI-JINR School“. Ein entsprechendes Abkommen wurde nun von Vertretern beider Einrichtungen geschlossen. Es ist ein starkes Zeichen für die Zukunft: GSI/FAIR und das Joint Institute for Nuclear Research (JINR) wollen in internationaler Zusammenarbeit junge Talente fördern und gründen dafür gemeinsam die „International Joint FAIR/GSI-JINR School“. Ein entsprechendes Abkommen wurde nun von Vertretern beider Einrichtungen geschlossen.

Die gute Zusammenarbeit zwischen GSI und JINR blickt auf eine lange Tradition zurück und umfasst sowohl Bereiche aus Wissenschaft und Technologie an den existierenden Beschleuniger- und Experimentieranlagen beider Partner als auch Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten für die Beschleunigerzentren FAIR und NICA, die derzeit in Darmstadt bei GSI und in Dubna am JINR entstehen. Die neue Schule soll inhaltlich die aktuellen und zukünftigen wissenschaftlichen Programme abdecken und wendet sich mit ihrem hochkarätigen Angebot an junge Teilnehmende aus allen Mitgliedsstaaten von GSI/FAIR und JINR/NICA.

Die Schule wird abwechselnd einmal im Jahr für einen Zeitraum von 10 bis 14 Tagen in Deutschland oder Russland beziehungsweise einem der FAIR- oder JINR-Mitgliedstaaten organisiert. Sie bietet 40 bis 50 Promovierenden die einmalige Chance, in die Forschungsgebiete und Technologie-Entwicklungen an FAIR/GSI und JINR einzutauchen, insbesondere in die Themen Hadronen- und Kernphysik, Atomphysik, Plasmaphysik, Materialforschung, Biophysik und Strahlenmedizin, Beschleunigerphysik, Detektor-Forschung und -Entwicklung, Mikro-/Nanoelektronik, Informationstechnologie und Hochleistungsrechnen und anderes. Auf diese Weise lernen die jungen Forschenden die ganze wissenschaftliche und technologische Bandbreite der an FAIR/GSI und JINR verfolgten Forschung kennen.

Professor Paolo Giubellino zeigte sich begeistert von der neuen Kooperation und unterstrich die Wichtigkeit der wissenschaftlichen Ausbildung: „Die Schule wird hervorragende Möglichkeiten bieten und vielversprechende neue Perspektiven eröffnen. Das ist essentiell. Denn die Studierenden von heute sind die FAIR-Forschenden von morgen. Mit unserem neuen Angebot gewinnen wir die Wissenschaftler*innen der Zukunft. Zudem wird mit damit die enge und sehr gute Zusammenarbeit zwischen den beiden Instituten In Darmstadt und Dubna noch weiter verstärkt.“

Die „International FAIR/GSI-JINR School“ profitiert dabei von den Erfahrungen beider Institutionen mit solchen Angeboten, beispielsweise die „joint Helmholtz-Rosatom Schools dedicated to FAIR physics“ und mehreren „International FAIR-Schools“. Das neue Projekt wird herausragende junge Studierende zusammenzubringen und sie mit der FAIR/GSI- und JINR-Forschung und -Technologien vertraut zu machen. Wie die Erfahrungen aus den bestehenden Angeboten zeigen, wird von den Studierenden und Dozierenden vor allem diese multidisziplinäre Struktur sehr geschätzt.

Die internationale FAIR/GSI-JINR-Schule kombiniert dabei exzellente pädagogische Vorträge von internationalen GSI-, FAIR- und JINR-Expertinnen und -Experten mit Workshops, in denen die Studierenden in Anwesenheit der Betreuenden Probleme lösen und Projekte in Angriff nehmen. Die Studierenden werden auf der Grundlage individueller Bewerbungen und Empfehlungsschreiben ihrer jeweiligen Betreuungspersonen ausgewählt. Dabei wird auch auf einen guten Nationalitätenmix geachtet, um die internationale Zusammenarbeit konsequent zu fördern. Geplant ist ein Angebot für Promovierende, die in kleinen Gruppen mit direktem Feedback durch die Betreuungspersonen konzentriert Erfahrungen sammeln können und einen Überblick weit über ihren eigenen Forschungsbereich hinaus erhalten.

Professor Giubellino betonte: „Dies, zusammen mit der sehr offenen Diskussionskultur der Veranstaltung, führt zu einem regen Austausch über die Grenzen von Forschungsgruppen, Disziplinen und Ländern hinweg. Wir fördern gemeinsam neue Talente, bringen junge Menschen aus der ganzen Welt zusammen und gehen auch in COVID-Zeiten gezielt voran, um die Zukunft zu gestalten.“

In ihrer Vereinbarung unterstreichen die beiden Partnerinstitutionen: „Gerade im heutigen Umfeld einer immer globaler werdenden Welt wird die Kompetenz zur Diskussion, Zusammenarbeit und Kooperation in internationalen Teams immer wichtiger. Die Gemeinschaft der Forschenden stand schon immer an vorderster Front der globalen Partnerschaft und wird dies auch weiterhin tun.“ Dazu wird die „International Joint FAIR/GSI-JINR School“ einen wichtigen Beitrag leisten. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3722 Mon, 30 Nov 2020 08:42:00 +0100 Vortragsreihe „Wissenschaft für Alle“ von GSI und FAIR im digitalen Format https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3722&cHash=b7f8f9d3e63f2b83e6918fba78033ebf Als Teil der Corona-Prävention hatten GSI und FAIR im März entschieden, die Präsenzvorträge der Reihe „Wissenschaft für Alle“ bis auf Weiteres auszusetzen. Da die Vortragsveranstaltungen auf dem Campus auch weiterhin nicht durchgeführt werden können, tritt nun ein digitales Angebot an ihre Stelle. Ab Dezember werden die Referent*innen ihre Vorträge als Videokonferenzen anbieten. Interessierte können sich mit einem internetfähigen Gerät über einen Einwahllink zuschalten. Als Teil der Corona-Prävention hatten GSI und FAIR im März entschieden, die Präsenzvorträge der Reihe „Wissenschaft für Alle“ bis auf Weiteres auszusetzen. Da die Vortragsveranstaltungen auf dem Campus auch weiterhin nicht durchgeführt werden können, tritt nun ein digitales Angebot an ihre Stelle. Ab Dezember werden die Referent*innen ihre Vorträge als Videokonferenzen anbieten. Interessierte können sich mit einem internetfähigen Gerät wie beispielsweise einem Laptop, Mobiltelefon oder Tablet über einen Einwahllink zuschalten.

Zum Auftakt wird Professor Thomas Walther von der Technischen Universität Darmstadt mit seinem Vortrag „Das ‚Quanten‘ in Quantenkryptographie – na und?“ über die Verwendung quantenmechanischer Effekte als Bestandteil kryptographischer Verfahren berichten. Weitere Vorträge im ersten Halbjahr 2021 stehen dann ganz im Zeichen des Weltraums: Astronaut Thomas Reiter (ESA) wird über die Erforschung des Weltalls referieren. Und nicht nur das „Universum im Labor“ in den Experimenten an FAIR, GSI und bei ALICE am Forschungszentrum CERN, sondern auch der Mond und die Gravitationswellen werden zum Thema. Ein kleiner thematischer Ausflug führt in die Kälte und zur Supraleitung an den Beschleunigermagneten von FAIR.

Die Vorträge beginnen jeweils um 14 Uhr. Weitere Information über Zugang und Ablauf der Veranstaltung finden Sie auf der Veranstaltungswebseite unter www.gsi.de/wfa

Die Vortragsreihe "Wissenschaft für Alle" richtet sich an alle an aktueller Wissenschaft und Forschung interessierten Personen. In den Vorträgen wird über die Forschung und Entwicklungen an GSI und FAIR berichtet, aber auch über aktuelle Themen aus anderen Wissenschafts- und Technikfeldern. Ziel der Reihe ist es, die wissenschaftlichen Vorgänge für fachfremde Personen verständlich aufzubereiten und darzustellen, um so die Forschung einem breiten Publikum zugänglich zu machen. Die Vorträge werden von GSI- und FAIR-Mitarbeitenden oder von externen Referent*innen aus Universitäten und Forschungsinstituten gehalten. (CP)

Weitere Informationen

Webseite der Vortragsreihe "Wissenschaft für Alle"

Aktuelles Programm
  • Mittwoch, 9.12.2020, 14 Uhr
    Das ‚Quanten‘ in Quantenkryptographie – na und?
    Thomas Walther, Technische Universität Darmstadt
     
  • Mittwoch, 20.01.2021, 14 Uhr
    Das Weltall im Labor – Kosmische Strahlung am Teilchenbeschleuniger und Strahlenschutz für Astronauten
    Ulrich Weber, GSI
     
  • Mittwoch, 24.02.2021, 14 Uhr
    Was uns elektromagnetische Strahlung über den Zustand sichtbarer Materie unter extremen Bedingungen verrät
    Tetyana Galatyuk, GSI/ Technische Universität Darmstadt
     
  • Mittwoch, 17.03.2021, 14 Uhr
    Die Bedeutung des Mondes – unter besonderer Berücksichtigung von Snoopy
    Marc Hempel, Deutsches Elektronensynchrotron DESY
     
  • Mittwoch, 21.04.2021, 14 Uhr
    Exploration des Weltraums – Aktuelle Höhepunkte und zukünftige Entwicklungen
    Thomas Reiter, European Space Agency ESA
     
  • Mittwoch, 12.05.2021, 14 Uhr
    Kühlschrankmagnete mal anders: die supraleitende Teilchenoptik von FAIR (mit einem Vorwort von Hans Christian Oerstedt)
    Christian Roux, GSI
     
  • Mittwoch, 16.06.2021, 14 Uhr
    Mit Gravitationswellen das Universum belauschen
    Andreas Bauswein, GSI
     
  • Mittwoch, 14.07.2021, 14 Uhr
    Eine Reise zum Urknall – Untersuchung von Schwerionenkollisionen mit dem ALICE-Experiment
    Ralf Averbeck, GSI
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Presse Aktuelles
news-3720 Fri, 27 Nov 2020 09:00:00 +0100 PANDA-Kollaboration zeichnet Doktoranden aus: Theorie-Preis für Dr. Antoni Woss https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3720&cHash=53ab2cfa408eebc6fe153aadd5374fa2 Dr. Antoni Woss ist für seine Promotionsarbeit an der University of Cambridge mit dem PANDA-Theorie-Doktorandenpreis 2020 ausgezeichnet worden. Übergeben wurde die Auszeichnung beim jüngsten Online PANDA-Kollaborationstreffen. Der Physiker Antoni Woss hat den Preis, der mit 200 Euro Preisgeld sowie einem Zertifikat dotiert ist, für seine Dissertation zum Thema „The scattering of spinning hadrons from lattice QCD“ erhalten. Dr. Antoni Woss ist für seine Promotionsarbeit an der University of Cambridge mit dem PANDA-Theorie-Doktorandenpreis 2020 ausgezeichnet worden. Übergeben wurde die Auszeichnung beim jüngsten Online PANDA-Kollaborationstreffen. Der Physiker Antoni Woss hat den Preis, der mit 200 Euro Preisgeld sowie einem Zertifikat dotiert ist, für seine Dissertation zum Thema „The scattering of spinning hadrons from lattice QCD“ erhalten. Betreuer der Promotion war Professor Christopher Thomas von der University of Cambridge.

Der PhD-Preis wird alle zwei Jahre von der PANDA-Kollaboration für die beste Theorie-Dissertation im Zusammenhang mit dem PANDA-Physikprogramm verliehen. PANDA ist eines der Schlüsselexperimente am künftigen Beschleunigerzentrum FAIR, im Mittelpunkt stehen die Forschung mit Antimaterie sowie verschiedenen Themen rund um die schwache und die starke Kraft, exotische Zustände von Materie und die Struktur von Hadronen. In der Kollaboration arbeiten mehr als 450 Wissenschaftler aus 18 Ländern zusammen. Dr. Woss beschäftigte sich in seiner Dissertation mit Lattice QCD Rechnungen zu Eigenschaften und Dynamik hadronischer Resonanzen, einem wichtigen Bestandteil des PANDA-Physikprogramms.

Kandidaten und Kandidatinnen für den PhD-Preis werden von ihrer jeweiligen wissenschaftlichen Gruppenleitung nominiert, Voraussetzung ist neben einem direkten Bezug zur PANDA-Forschung die Bewertung der Promotion mit mindestens „sehr gut“. Bis zu drei Kandidaten und Kandidatinnen kommen in die engere Auswahl und dürfen ihre Arbeit beim PANDA-Kollaborationsmeeting präsentieren. Die Entscheidung erfolgt durch ein von der PANDA-Kollaboration benanntes Komitee. Mit dem Theorie PhD-Preis möchte die PANDA-Kollaboration die Beiträge von Studierenden und die Wichtigkeit theoretischer Studien zum PANDA-Projekt besonders würdigen. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3716 Wed, 25 Nov 2020 08:22:00 +0100 Entdeckungsreise in die Welt der Elementarteilchen – Virtuelle Masterclass mit GSI/FAIR am Schuldorf Bergstraße https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3716&cHash=8f257e6f5425f4240a9a1fb7a8f5ea49 Wie entstand das Universum? Woraus bestehen wir? Was untersucht die „Weltmaschine“ am CERN? Solchen Fragen konnten Wissenschaftsinteressierte in der Woche der Teilchenwelt vom 2. bis 8. November 2020 nachgehen. In ganz Deutschland luden die Standorte von Netzwerk Teilchenwelt zum Streifzug durch die Forschung auf dem Gebiet der Teilchen- und Astroteilchenphysik ein. Auch GSI und FAIR beteiligten sich an einer Online-Masterclass zur Auswertung von Messdaten des CERN-Experiments ALICE. Wie entstand das Universum? Woraus bestehen wir? Was untersucht die „Weltmaschine“ am CERN? Solchen Fragen konnten Wissenschaftsinteressierte in der Woche der Teilchenwelt vom 2. bis 8. November 2020 nachgehen. In ganz Deutschland luden die Standorte von Netzwerk Teilchenwelt zum Streifzug durch die Forschung auf dem Gebiet der Teilchen- und Astroteilchenphysik ein. Auch GSI und FAIR beteiligten sich an einer Online-Masterclass zur Auswertung von Messdaten des CERN-Experiments ALICE, die gemeinsam mit der AG MINT-Zentrum am Schuldorf Bergstraße durchgeführt wurde.

30 Wissenschaftsstandorte, darunter auch GSI und FAIR, haben sich zum Netzwerk Teilchenwelt zusammengeschlossen. Zum diesjährigen zehnten Geburtstag des Netzwerks bündelten die beteiligten Forschungseinrichtungen besonders viele Veranstaltungen und stellten die ganze Bandbreite der Forschung vor – vom Higgs-Teilchen über Neutrinos bis zu Schwarzen Löchern und Supernovae als gigantischen Teilchenschleudern.

Auch GSI und FAIR beteiligten sich am 5. und 6. November an einer Online-Masterclass zur Auswertung von Messdaten aus Teilchenkollisionen des ALICE-Experiments. An der virtuellen Veranstaltung nahmen sieben Schüler*innen der AG MINT-Zentrum am Schuldorf Bergstraße teil. Neben der Datenauswertung gehörten auch ein Austausch mit anderen Masterclass-Gruppen per Videokonferenz sowie eine virtuelle Führung durch den ALICE-Aufbau zum Programm. ALICE ist eins der vier Großexperimente des CERN und beschäftigt sich insbesondere mit Schwerionenstößen von Bleiatomkernen. Von Anfang an war GSI beim Aufbau und Betrieb von ALICE maßgeblich beteiligt.

Im Netzwerk Teilchenwelt sind etwa 200 Forscherinnen und Forscher aktiv. Sie haben sich vorgenommen, vor allem Jugendliche und Lehrkräfte mit ihrer Begeisterung für Teilchenphysik anzustecken und sie für MINT-Fächer zu begeistern. Dazu bieten sie das ganze Jahr über Projekttage in Schulen, Schülerlaboren oder Museen an. Die Jugendlichen können als Teilchenphysiker*innen für einen Tag echte Daten vom CERN auswerten, Teilchen aus dem Weltall nachspüren oder mit Wissenschaftler*innen über die Entstehung und den Aufbau des Universums diskutieren. Workshops und Projektwochen für besonders interessierte Schüler*innen finden am CERN in Genf sowie an Forschungseinrichtungen in Deutschland statt.

Die Woche der Teilchenwelt gehört zum Jubiläumsprogramm der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG). Die weltweit größte physikalische Fachgesellschaft ist Schirmherrin von Netzwerk Teilchenwelt und blickt in diesem Jahr auf ihr 175-jähriges Wirken zurück. Die Woche der Teilchenwelt wird unterstützt von der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung.

„Netzwerk Teilchenwelt“ wird im Rahmen des Projekts KONTAKT (Kommunikation, Nachwuchsgewinnung und Teilhabe der Allgemeinheit an Erkenntnissen auf dem Gebiet der kleinsten Teilchen) vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Die Projektleitung ist an der TU Dresden. (Netzwerk Teilchenwelt/CP)

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Aktuelles FAIR
news-3718 Mon, 23 Nov 2020 09:00:00 +0100 Zwei junge Forscherinnen erhalten Christoph-Schmelzer-Preis 2020 https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3718&cHash=524028a554095fe2bf6df3e08dd50fb0 Der Christoph-Schmelzer-Preis geht in diesem Jahr an zwei junge Wissenschaftlerinnen: Die Medizinphysikerin Dr. Alina Bendinger vom Deutschen Krebsforschungszentrum DKFZ Heidelberg und die Ingenieurin Dr. Giorgia Meschini aus dem Fachgebiet Biomedizin der staatlichen Polytechnischen Universität in Mailand (Politecnico di Milano) erhalten den Preis als Würdigung für ihre Doktorarbeiten. Mit der Auszeichnung prämiert der Verein zur Förderung der Tumortherapie mit schweren Ionen e.V. jährlich herausragende Ma Der Christoph-Schmelzer-Preis geht in diesem Jahr an zwei junge Wissenschaftlerinnen: Die Medizinphysikerin Dr. Alina Bendinger vom Deutschen Krebsforschungszentrum DKFZ Heidelberg und die Ingenieurin Dr. Giorgia Meschini aus dem Fachgebiet Biomedizin der staatlichen Polytechnischen Universität in Mailand (Politecnico di Milano) erhalten den Preis als Würdigung für ihre Doktorarbeiten. Mit der Auszeichnung prämiert der Verein zur Förderung der Tumortherapie mit schweren Ionen e.V. jährlich herausragende Master- und Promotionsarbeiten auf dem Gebiet der Tumortherapie mit Ionenstrahlen. Die traditionelle Preisverleihung auf dem GSI-/FAIR-Campus in Darmstadt wurde wegen der aktuellen Einschränkungen auf das nächste Jahr verschoben.

In ihrer Dissertation am DKFZ Heidelberg hat Dr. Alina Bendinger verschiedene Bildgebungsverfahren etabliert, um den Status der Sauerstoffversorgung in experimentellen Tumoren zu charakterisieren und deren Reaktion auf Bestrahlung mit Kohlenstoffionen im Vergleich zu Photonen zu quantifizieren. Die Sauerstoffversorgung von Tumoren ist von großer Bedeutung, da eine Sauerstoffunterversorgung, wie sie oft in Tumoren vorherrscht, den Krebs gegen Strahlentherapie resistent macht. Dr. Bendinger hat dabei entscheidende methodische Weiterentwicklungen geleistet. So hat sie für die fotoakustische Bildgebung die Auswertung von einem zweidimensionalen zu einem dreidimensionalen Verfahren erweitert. Damit kann die Heterogenität der Sauerstoffversorgung in Tumoren wesentlich besser dargestellt werden. Darüber hinaus hat sie ein neues Verfahren zur Verbesserung der dynamischen, kontrastmittelverstärkten Magnetresonanztomografie entwickelt und dieses mit umfangreichen Simulationen validiert. Die mit den neuen Bildgebungsmethoden erhaltenen Ergebnisse wurden darüber hinaus mit Hilfe von umfangreichen histologischen Untersuchungen überprüft.

Dr. Giorgia Meschini hat in ihrer Doktorarbeit ausgeklügelte, modellbasierte Strategien zur Analyse von atmungsinduzierten Bewegungen in der Partikeltherapie entwickelt. Diese Bewegungen können zu unerwünschten Verzerrungen der Dosisverteilung führen, die in der Bestrahlungsplanung berücksichtigt und ggf. durch geeignete Maßnahmen kompensiert werden müssen. Dazu hat Dr. Meschini das zeitaufgelöste 4D-Magnetresonanztomographie-Verfahren (4D-MRT) genutzt, um die Bewegungsinformation über ein spezielles Verfahren in virtuelle 4D-Computertomographie-Daten (4D-CT) zu konvertieren. Das 4D-CT ist Grundlage zur präzisen Bestimmung der Reichweite von Ionenstrahlen im Körper während der verschiedenen Atmungs- beziehungsweise Bewegungsphasen. Weiterhin hat sie Modellierungsansätze entwickelt, die die Abschätzung der Atembewegung auch zu Zeitpunkten ermöglicht, die nicht explizit durch die Bildgebungsverfahren erfasst werden. Dies erlaubt insbesondere auch die Analyse von irregulären Atmungsverläufen. Schließlich hat Dr. Meschini mit diesen Ansätzen auch die Auswirkungen der Atembewegung auf die Dosisverteilung untersucht und eine verbesserte Definition des Zielvolumens vorgeschlagen, die zu einer größeren Robustheit von Bestrahlungsplänen gegenüber Bewegungsartefakten führt.

Das Preisgeld beträgt jeweils 1500 Euro. Die Nachwuchsförderung auf dem Gebiet der Tumortherapie mit Ionenstrahlen hat inzwischen eine langjährige Kontinuität, bereits zum 22. Mal wurde der Preis vergeben, der nach Professor Christoph Schmelzer benannt ist, dem Mitbegründer und ersten Wissenschaftlichen Geschäftsführer von GSI. Die Themen der ausgezeichneten, wissenschaftlichen Arbeiten sind von grundlegender Bedeutung für die Weiterentwicklung der Ionenstrahltherapie, da die Ergebnisse der prämierten Arbeiten oftmals Einzug in die klinische Anwendung finden.

Der Verein zur Förderung der Tumortherapie unterstützt Forschungsaktivitäten auf dem Gebiet der Tumortherapie mit schweren Ionen mit dem Ziel, die Behandlung von Tumoren zu verbessern und der allgemeinen Patientenversorgung zur Verfügung zu stellen. An der Beschleunigeranlage bei GSI wurden im Rahmen eines Pilotprojekts von 1997 bis 2008 über 400 Patient*innen mit Tumoren im Kopf- und Halsbereich mit Ionenstrahlen behandelt. Die Heilungsraten dieser Methode liegen zum Teil bei über 90 Prozent, und die Nebenwirkungen sind sehr gering. Der Erfolg des Pilotprojektes führte zum Aufbau klinischer Ionenstrahltherapiezentren in Heidelberg und Marburg, an denen nun routinemäßig mit schweren Ionen behandelt werden kann. (BP)

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Verein zur Förderung der Tumortherapie mit schweren Ionen e.V.

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Presse Aktuelles FAIR
news-3714 Sat, 21 Nov 2020 12:30:00 +0100 Saturday Morning Physics 2020 – Virtuelle Veranstaltung mit GSI und FAIR https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3714&cHash=e166a08cc911b06b41a9f7a5d2296ef6 Auch im Jahr 2020 fand die beliebte Veranstaltungsreihe „Saturday Morning Physics“ statt, aufgrund der Corona-Pandemie allerdings als rein virtuelles Format. Rund 200 Oberstufenschüler*innen aus ganz Hessen nutzten die Gelegenheit zur Teilnahme, um spannende Einblicke in die aktuelle physikalische Forschung zu gewinnen. Zu der langjährigen von der Technischen Universität Darmstadt organisierten Reihe gehörte am 21. November 2020 auch die traditionelle Besichtigung von GSI und FAIR, dieses Mal per Video. Auch im Jahr 2020 fand die beliebte Veranstaltungsreihe „Saturday Morning Physics“ statt, aufgrund der Corona-Pandemie allerdings als rein virtuelles Format. Rund 200 Oberstufenschüler*innen aus ganz Hessen nutzten die Gelegenheit zur Teilnahme, um spannende Einblicke in die aktuelle physikalische Forschung zu gewinnen. Zu der langjährigen von der Technischen Universität Darmstadt organisierten Reihe gehörte am 21. November 2020 auch die traditionelle Besichtigung von GSI und FAIR, dieses Mal allerdings per Video.

Die Teilnehmenden wohnten dieses Jahr an vier Terminen den Vorträgen von „Saturday Morning Physics“ per Videokonferenz bei. Am heutigen Samstag hatten sie die Gelegenheit, die Anlagen und die Forschung von GSI kennenzulernen, sowie einen Einblick in den Bau von Komponenten und Gebäuden für die zukünftige internationale Forschungsanlage FAIR zu erhalten. Nach einem kurzen Einführungsvortrag ging es auf eine geführte Videotour in den Linearbeschleuniger UNILAC, den Hauptkontrollraum, das Schwerionensynchrotron SIS18, den Speicherring ESR, die Tumortherapie sowie das Großexperiment HADES. Ebenfalls stand ein virtueller Besuch in der Testanlage für supraleitende FAIR-Magnete sowie auf der Aussichtsplattform auf die FAIR-Baustelle an. Ein Drohnenflug über das Baufeld rundete die Veranstaltung ab. Fragen und Bemerkungen konnten über eine Chatfunktion eingereicht und live beantwortet werden, was regen Zuspruch von Seite der Schüler*innen erhielt.

Die Veranstaltungsreihe „Saturday Morning Physics“ ist ein Projekt der Physikalischen Fakultät der TU Darmstadt. Sie findet jährlich statt und hat zum Ziel, das Interesse junger Menschen an Physik zu stärken. In Vorträgen und Experimenten an aufeinanderfolgenden Samstagen erfahren die Schüler*innen Aktuelles aus der physikalischen Forschung an der Universität. Wer an allen Veranstaltungen teilnimmt, erhält das „Saturday-Morning-Physics“-Diplom. GSI und später auch FAIR zählen bereits seit dem Start der Veranstaltungsreihe zu den Sponsoren und Unterstützern des Projektes. (CP)

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Aktuelles FAIR
news-3712 Thu, 19 Nov 2020 09:00:00 +0100 Laserphysiker Dr. Jan Rothhardt vom Helmholtz-Institut Jena erhält Röntgenpreis https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3712&cHash=9a03a7f7f9cdf3fd7d7f91422070060e Der Laserphysiker Dr. Jan Rothhardt vom Helmholtz-Institut Jena (HI Jena), einem Institut des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung auf dem Campus der Friedrich-Schiller-Universität Jena, wird mit dem renommierten Röntgenpreis ausgezeichnet. Verliehen wird der Preis beim digitalen Akademischen Festakt der Justus-Liebig-Universität Gießen. Der 39-jährige Helmholtz-Nachwuchsgruppenleiter, der am HI Jena und der Friedrich-Schiller-Universität Jena tätig ist, erhält die Auszeichnung in Anerkennung se Der Laserphysiker Dr. Jan Rothhardt vom Helmholtz-Institut Jena (HI Jena), einem Institut des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung auf dem Campus der Friedrich-Schiller-Universität Jena, wird mit dem renommierten Röntgenpreis ausgezeichnet. Verliehen wird der Preis beim digitalen Akademischen Festakt der Justus-Liebig-Universität Gießen. Der 39-jährige Helmholtz-Nachwuchsgruppenleiter, der am HI Jena und der Friedrich-Schiller-Universität Jena tätig ist, erhält die Auszeichnung in Anerkennung seiner herausragenden Beiträge auf dem Gebiet der Lasertechnologie, insbesondere für die Entwicklung und Anwendung von Laserquellen für extrem ultraviolette (XUV) Strahlung und weiche Röntgenstrahlung.

Dr. Jan Rothhardt beschäftigte sich intensiv mit Anwendungen dieser Lasersysteme und konnte sowohl rechnerisch zeigen als auch experimentell erstmals demonstrieren, dass eine effiziente Konversion in den XUV-Spektralbereich auch mit Hochleistungslasern hoher Pulsfolgefrequenz möglich ist. Die von ihm entwickelten XUV-Quellen konnte er bereits erfolgreich für hochauflösende linsenlose Bildgebungsverfahren einsetzen – neben Anwendungen in der Nanotechnologie sollen diese Verfahren in Zukunft auch ultraschnelle Prozesse auf der Nanoskala, die Grundlage zukünftiger Datenspeicher sind, verfolgen können.

Des Weiteren werden die neuen XUV-Quellen weltweit einzigartige Laserspektroskopie-Experimente an Schwerionenspeicherringen ermöglichen. Quanten-Elektrodynamik (QED), relativistische Effekte, aber auch Kerneigenschaften und ultra-schnelle Prozesse stehen im Zentrum dieser interdisziplinären Experimente. Erste Pionierexperimente konnten am CRYRING in Darmstadt bereits realisiert werden. CRYRING ist einer der Speicherringe im einzigartigen Portfolio von Fallen und Speicheranlagen für schwere Ionen des zukünftigen Beschleunigerzentrums FAIR, das derzeit bei GSI entsteht.

Dr. Rothhardt studierte Physik in Jena und promovierte im Jahr 2011. Der international renommierte Laserphysiker leitet seit 2014 eine Nachwuchsgruppe am Helmholtz-Institut Jena und ist Autor-und Co-Autor von fast 70 Publikationen in wissenschaftlichen Zeitschriften. Für seine Vorlesungen und Seminare an der Friedrich-Schiller-Universität Jena erhält er regelmäßig exzellente Bewertungen der Studierenden. Daneben engagiert er sich mit einer speziellen Experimentalvorlesung an Gymnasien dafür, Schüler*innen für die Lasertechnik zu begeistern.

Im Andenken an den Nobelpreisträger Wilhelm Conrad Röntgen, der von 1879 bis 1888 als Professor in Gießen tätig war, verleiht die Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) seit 1960 den renommierten Röntgenpreis. Dotiert ist er mit einem Preisgeld in Höhe von 15.000 Euro, das die Firma Pfeiffer Vacuum und die Ludwig-Schunk-Stiftung gemeinsam stiften. In diesem Jahr wird es erstmals einen Preis „zum Anfassen“ geben: Die JLU und die Stifter haben aus Anlass des Röntgen-Jahres eine Miniatur des bekannten Gießener Röntgendenkmals anfertigen lassen.

Die JLU gibt den mit dem Röntgenpreis ausgezeichneten Personen traditionell die Gelegenheit, ihr Forschungsgebiet im Rahmen einer öffentlichen Vortragsveranstaltung am Vorabend des Akademischen Festakts vorzustellen. Wegen der Corona-Pandemie wird der Preisträger in diesem Jahr nicht nach Gießen anreisen. Der Röntgenvortrag mit dem Titel „Hochauflösende linsenlose Mikroskopie mit extrem ultravioletter Strahlung" findet am Donnerstag, 26. November 2020, als Webex-Stream statt. Beim digitalen Akademischen Festakt am darauffolgenden Freitag, 27. November, wird Dr. Rothhardt per Video zugeschaltet. (BP)

Termine

Röntgenvortrag (digital): Donnerstag, 26. November 2020, 18 Uhr per Webex Meeting-Kennnummer/Zugriffscode: 174 043 9232, Meeting Passwort: uvUbY3Fqz53

Akademischer Festakt mit Preisverleihung (digital): Freitag, 27. November 2020, 10.30 Uhr im Livestream

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Presse Aktuelles FAIR
news-3708 Mon, 16 Nov 2020 12:27:00 +0100 Mit laserbeschleunigten Protonen die Astrophysik verstehen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3708&cHash=e7340d0ddb51ad2b434a7e8f277bbb9a Riesige Mengen von Protonen auf kürzester Strecke und in Sekundenbruchteilen auf Geschwindigkeit bringen – das funktioniert mit der in den letzten Jahren stark weiterentwickelten Technik der Laserbeschleunigung. Einem Forschungsteam ist es geglückt, mit dem GSI-Hochleistungslaser PHELIX beschleunigte Protonen zur Spaltung anderer Kerne einzusetzen und diese zu analysieren. Die Ergebnisse könnten unter anderem neue Einblicke in astrophysikalische Prozesse ermöglichen. Riesige Mengen von Protonen auf kürzester Strecke und in Sekundenbruchteilen auf Geschwindigkeit bringen – das funktioniert mit der in den letzten Jahren stark weiterentwickelten Technik der Laserbeschleunigung. Einem Forschungsteam des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung und des Helmholtz-Instituts Jena, einer Außenstelle von GSI, ist es in Zusammenarbeit mit dem Lawrence Livermore National Laboratory, USA, geglückt, mit dem GSI-Hochleistungslaser PHELIX beschleunigte Protonen zur Spaltung anderer Kerne einzusetzen und diese zu analysieren. Die Ergebnisse wurden nun im Fachmagazin Scientific Reports von Nature Research veröffentlicht und könnten unter anderem neue Einblicke in astrophysikalische Prozesse ermöglichen.

Weniger als eine Picosekunde (eine Billionstel Sekunde) lang beleuchtet der PHELIX-Laser mit seinem hochintensiven Lichtpuls eine hauchdünne Goldfolie. Das reicht, um rund eine Billion nur leicht an das Gold gebundene Wasserstoffkerne (Protonen) von der Oberfläche der Rückseite der Folie hinauszuschleudern und sie auf hohe Energien zu beschleunigen. „So viele Protonen in einer so kurzen Zeitspanne lassen sich mit herkömmlichen Beschleunigungstechniken nicht erreichen“, erklärt Pascal Boller, der in der GSI-Forschungsabteilung Plasmaphysik/PHELIX im Rahmen seiner Abschlussarbeit an der Laserbeschleunigung forscht. „Mit dieser Technik lassen sich daher völlig neue Forschungsgebiete erschließen, auf die wir vorher keinen Zugriff hatten.“

Dazu gehört unter anderem die Erzeugung von Spaltungsreaktionen, auch Fission genannt. Zu diesem Zweck lassen die Forschenden die frisch erzeugten schnellen Protonen auf Uran-Materialproben prasseln. Uran wurde aufgrund seines großen Reaktionsquerschnitts und der Verfügbarkeit von veröffentlichten Daten für Benchmarking-Zwecke als Fallstudienmaterial ausgewählt. Die Proben müssen dicht an der Protonenerzeugung stehen, um eine maximale Ausbeute an Reaktionen zu garantieren. Die durch den PHELIX-Laser erzeugten Protonen sind schnell genug um die Fission der Urankerne in kleinere Spaltprodukte herbeizuführen, die im Anschluss identifiziert und vermessen werden sollen. Allerdings hat der Laseraufprall unerwünschte Nebenwirkungen: Er erzeugt einen starken elektromagnetischen Puls und einen Blitz aus Gammastrahlen, der die empfindlichen Messinstrumente für die Detektion stört.

An dieser Stelle kommt den Forschern die Expertise einer anderen GSI-Forschungsgruppe zu Hilfe. Zur chemischen Untersuchung von superschweren Elementen ist schon länger ein Transportsystem im Einsatz, das die gewünschten Teilchen über längere Strecken vom Reaktionsort zum Detektor bringen kann. Die Reaktionskammer wird von einem Gas durchflossen, das – im Fall der Fissions-Experimente - die Spaltprodukte mitnimmt und in nur wenigen Sekunden über kleine Plastikröhrchen zu den nun mehrere Meter entfernten Messapparaturen transportiert. So kann Erzeugung und Messung räumlich getrennt und die Störung verhindert werden.

Erstmals gelang es in den Experimenten, die beiden Techniken zu verbinden und dabei verschiedene Caesium-, Xenon- und Iod-Isotope durch die Uran-Fission zu erzeugen, zuverlässig über die Aussendung von Gammastrahlung zu identifizieren und ihre kurzen Lebensdauern zu beobachten. Damit steht nun eine Methodik zur Verfügung, um Spaltungsreaktionen in hochdichter Materie im Plasmazustand zu untersuchen. Vergleichbare Gegebenheiten finden sich beispielsweise im Weltall im Inneren von Sternen, Sternexplosionen oder Neutronensternverschmelzungen. „Die Reaktionsvorgänge von Kernen zu verstehen, die im Plasma miteinander interagieren, kann uns Einblicke in die Entstehung von Atomkernen, die sogenannte Nukleosynthese, in unserem Universum ermöglichen. Nukleosynthese-Vorgänge wie s-Prozess oder r-Prozess spielen sich in genau solchen Medien ab“, erläutert Boller. „Welche Rolle Fissionsreaktionen in diesen Prozessen spielen, ist noch nicht im Detail erforscht. Hier können die laserbeschleunigten Protonen neue Informationen liefern.“

Weitere Messungen mit der Methodik sind sowohl für zukünftige Experimentierzeiten des PHELIX-Lasers bei GSI als auch an anderen Forschungzentren der Welt geplant. Die Untersuchung hoch verdichteter Materie mit Ionen- und Laserstrahlen wird auch eines der Themen sein, die an der zukünftigen Forschungsanlage FAIR weiterverfolgt werden. FAIR wird momentan in internationaler Kooperation bei GSI errichtet. Unter dem Motto „Das Universum im Labor“ sollen auch dort Zustände, wie sie in astrophysikalischen Umgebungen auftreten, auf der Erde nachvollzogen und so das Wissen über unseren Kosmos erweitert werden. (CP)

Weitere Informationen:
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Presse Aktuelles
news-3710 Mon, 16 Nov 2020 11:36:19 +0100 GSI und FAIR unterstützen „Deine Geschichte zählt“ https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3710&cHash=49485120e0d1d0c1aa45d309d1961a2f Auf dem Campus von GSI und FAIR steht einer der symbolischen Schreibtische der Aktion „Deine Geschichte zählt“, die im Landkreis Darmstadt-Dieburg auf das Thema Gewalt an Frauen aufmerksam machen möchte. Die Aktion, die zum Frauentag 2020 initiiert wurde, wird von Frauen helfen Frauen e.V., dem Frauenwohnheim Notwaende und „Mäander - individuelle Jugendhilfe“ getragen. Auf dem Campus von GSI und FAIR steht einer der symbolischen Schreibtische der Aktion „Deine Geschichte zählt“, die im Landkreis Darmstadt-Dieburg auf das Thema Gewalt an Frauen aufmerksam machen möchte. Die Aktion, die zum Frauentag 2020 initiiert wurde, wird von Frauen helfen Frauen e.V., dem Frauenwohnheim Notwaende und „Mäander - individuelle Jugendhilfe“ getragen.

Zurzeit sind im Rahmen der Aktion „Deine Geschichte zählt – Briefe gegen Gewalt an Frauen“ an verschiedenen Orten im Landkreis Darmstadt-Dieburg symbolische Schreibtische zu sehen. Sie ermuntern alle Menschen, die Erfahrungen mit Gewalt an Frauen und Mädchen gemacht haben, ihre Geschichte aufzuschreiben. Auch auf dem Campus von GSI und FAIR steht ein Schreibtisch mit Briefkasten. „Wir wollen das Bewusstsein schaffen, dass Gewalt gegen Frauen überall und zu jeder Zeit passiert und dass hinter jedem Gewalterlebnis eine Geschichte und damit auch ein Schicksal steht. Der Schreibtisch soll Aufmerksamkeit erregen und den Blick auch für alltägliche Aggression und Gewalt schärfen,“ so das Gleichstellungsgremium von GSI und FAIR.

Die Aktion wird von Frauen helfen Frauen e.V., dem Frauenwohnheim Notwaende und „Mäander - individuelle Jugendhilfe“ getragen. Inspiriert wurde das Projekt durch die Aktion „Cartas de Mujeres“ aus Quito in Ecuador, bei der sich viele tausend Frauen mit Briefen und Nachrichten an die Politik wandten. Die Briefe, die an den Schreibtischen in Darmstadt-Dieburg eingehen, werden streng vertraulich behandelt und nur von Mitarbeiterinnen der Projektkooperation gelesen und ausgewertet. Zum Frauentag 2021 sollen die Ergebnisse mit Kunstaktionen in den öffentlichen Raum gebracht werden. Ideen und Forderungen an die Politik sollen an die politischen Gremien vor Ort übergeben werden. Ziel ist es, mit der Kampagne „Deine Geschichte zählt“ möglichst viele Menschen zu erreichen und Veränderungen anzustoßen. (LW)

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"Deine Geschichte zählt"

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Aktuelles FAIR
news-3702 Fri, 13 Nov 2020 09:03:00 +0100 Überprüfung von Behandlungsplänen in der Tumortherapie https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3702&cHash=c9b929959d0a78b5bbcab8e5234002ca Bei der von GSI entwickelten Tumortherapie mit Ionenstrahlen werden vor der Behandlung sogenannte Behandlungspläne erstellt. Ihre Richtigkeit wird an Modellen überprüft, um einen korrekten und sicheren Ablauf zu garantieren. Die Untersuchung einer neuen Testmöglichkeit ist nun im wissenschaftlichen Fachjournal „Physics in Medicine and Biology“ publiziert worden. Dea Aulia Kartini und Gianmarco Camazzola, GET_INvolved-Teilnehmerin und Sommerstudent bei GSI und FAIR, stehen auf der Veröffentlichung. Bei der von GSI entwickelten Tumortherapie mit Ionenstrahlen wie auch bei anderen Strahlentherapien werden vor der Behandlung von Personen sogenannte Behandlungspläne erstellt. Ihre Richtigkeit wird an Modellen überprüft, um einen korrekten und sicheren Ablauf zu garantieren. Die Untersuchung einer neuen Testmöglichkeit ist nun im wissenschaftlichen Fachjournal „Physics in Medicine and Biology“ publiziert worden. Das Besondere: Dea Aulia Kartini und Gianmarco Camazzola, GET_INvolved-Teilnehmerin und Sommerstudent bei GSI und FAIR, stehen auf der Veröffentlichung.

Behandlungspläne für die Strahlentherapie werden mit spezieller Software berechnet. Zur Verifikation der Pläne nutzt man sogenannte Phantome. Diese können einfach aus Wasser bestehen oder sind präparierte Zellkulturen, die unter den gleichen Bedingungen bestrahlt werden, unter denen auch die Therapie am Menschen ablaufen soll. Im Anschluss überprüft man, wie viele der Zellen in den Kulturen an welchen Stellen überlebt haben. Daran lässt sich ablesen, ob der Behandlungsplan bestmöglich optimiert ist. In der Forschung sind sie insbesondere relevant, um neue Strategien oder Optimierungen für die Bestrahlungsplanung zu testen, bevor sie in der klinischen Umgebung angewendet werden. Bisher waren dabei Phantome aus einlagigen Zellkulturen (Monolayer) im Einsatz. Die neue Technik ermöglicht es, dreidimensionale Zellvolumina zu bestrahlen.

„Anstatt die Zellen flächig wachsen zu lassen, bauen wir sie in dreidimensionale Behälter ein. Dazu nutzen wir Mikrotiterplatten, ein Standardzubehör aus dem Laborbedarf, mit 96 Wells – das sind die kleinen Vertiefungen, die auf den Platten sind“, erklärt Dea Aulia Kartini, die das Experiment leitet. „Sie werden erst mit einer Schicht aus einer Substanz namens Matrigel, dann mit einer Mischung aus Zellkultur und Matrigel, und dann wieder mit einer weiteren Schicht Matrigel gefüllt und verschlossen. So stellen wir sicher, dass sich im Inneren wirklich ein Volumen aus Zellen befindet.“ Kartini, die ursprünglich aus Indonesien stammt und in Thailand studiert, schreibt gerade an ihrer Doktorarbeit und ist bereits zum dritten Mal im Rahmen des GET_INvolved-Programms bei GSI und FAIR. Das Programm fördert den internationalen Austausch für Studierende und Forschende und unterstützt ihre Ausbildung und Karriere.

„Unsere Untersuchungen zeigen, dass die neuen Phantome einwandfrei funktionieren und in Zukunft die Verifikation der Behandlungspläne verbessern könnten“, so Kartini. Weitere Experimente mit 3D-Phantomen sind in naher Zukunft sowohl bei GSI als auch in Kooperation mit dem Marburger Ionenstrahl-Therapiezentrum MIT geplant.

Auf der Veröffentlichung steht auch der Name von Gianmarco Camazzola, der im Jahr 2019 im Rahmen des Summer Student Program zu GSI und FAIR kam und hier acht Wochen lang einen Einblick in die Forschung der Abteilung Biophysik bekam. Das Summer Student Program richtet sich an internationale Studierende vor dem Abschluss und erlaubt ihnen, unabhängig von den Hochschulen Forschungsluft bei GSI und FAIR zu schnuppern. Er hat sich während seines Aufenthalts hauptsächlich mit der Software-Modellierung für die Experimente an den 3D-Phantomen beschäftigt. Aktuell ist auch er im Rahmen des GET_INvolved-Programms auf den GSI/FAIR-Campus zurückgekehrt. Die Veröffentlichung zeigt anschaulich den Erfolg und die Wichtigkeit der studentischen und wissenschaftlichen Austauschprogramme, die den Teilnehmenden früh einen Einblick und Einstieg in den Forschungsbetrieb ermöglichen. (CP)

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Aktuelles FAIR
news-3706 Wed, 11 Nov 2020 09:00:00 +0100 Dr. Walter Ikegami Andersson erhält PhD-Preis der PANDA-Kollaboration https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3706&cHash=279f499af115e76565103fd32a7c3821 Dr. Walter Ikegami Andersson hat für seine Promotionsarbeit bei GSI und FAIR sowie an der Universität Uppsala den PANDA-PhD-Preis 2020 erhalten. Bekannt gegeben wurde die Auszeichnung beim jüngsten Online-PANDA-Kollaborationstreffen durch den Sprecher der PANDA-Kollaboration, Klaus Peters vom GSI Helmholtzzentrum. Dr. Walter Ikegami Andersson hat für seine Promotionsarbeit bei GSI und FAIR sowie an der Universität Uppsala den PANDA-PhD-Preis 2020 erhalten. Bekannt gegeben wurde die Auszeichnung beim jüngsten Online-PANDA-Kollaborationstreffen durch den Sprecher der PANDA-Kollaboration, Klaus Peters vom GSI Helmholtzzentrum.

Der Physiker Walter Ikegami Andersson hat den Preis, der mit 200 Euro Preisgeld sowie einem Zertifikat dotiert ist, für seine Dissertation zum Thema „Exploring the Merits and Challenges of Hyperon Physics with PANDA at FAIR“ erhalten. Betreuer der Promotion war Professor Dr. Karin Schönning von der Universität Uppsala.

Der PhD-Preis wird seit 2013 jährlich von der PANDA-Kollaboration für die beste Dissertation verliehen, die im Rahmen des PANDA-Experiments erstellt wurde. PANDAist eines der Schlüsselexperimente am künftigen Beschleunigerzentrum FAIR, im Mittelpunkt stehen die Forschung mit Antimaterie sowie verschiedenen Themen rund um die schwache und die starke Kraft, exotische Zustände von Materie und die Struktur von Hadronen. In der Kollaboration arbeiten mehr als 450 Wissenschaftler aus 18 Ländern zusammen. Dr. Andersson beschäftigt sich in seiner Dissertation mit der Produktion und Untersuchung von Hyperonen, dies sind Baryonen mit mindestens einem strange-Quark, als wichtigem Forschungsprogramm des PANDA-Detektors, der an der FAIR-Beschleunigeranlage zur Produktion und Vermessung exotischer Teilchen aufgebaut wird.

Kandidatinnen und Kandidaten für den PhD-Preis werden von der jeweiligen Promotionsbetreuung nominiert. Voraussetzung ist neben einem direkten Bezug zur PANDA-Forschung die Bewertung der Promotion mit mindestens „sehr gut“. Bis zu drei Nominierte kommen in die engere Auswahl und dürfen ihre Arbeit beim Panda-Kollaborationsmeeting präsentieren. Die Entscheidung erfolgt durch ein von der PANDA-Kollaboration benanntes Komitee. Mit dem PhD-Preis möchte die PANDA-Kollaboration die Beiträge von Studierenden zum PANDA-Projekt besonders würdigen. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3703 Mon, 09 Nov 2020 09:24:27 +0100 Perspektiven der Tumorbehandlung: Forschende untersuchen Kombination von Kohlenstoffionen- und Immuntherapie https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3703&cHash=70f0bd3b26b5b3e2f52ee5441448578e Noch ist es ein Blick in die Zukunft: Die Kombination von Kohlenstoffionen- und Immuntherapie könnte zu einem effektiven Instrument im Kampf gegen Krebs werden. Vielversprechende Ergebnisse für den möglichen Nutzen dieser Behandlungskombination hat jetzt ein internationales Forscherteam unter der Leitung der Abteilung Biophysik des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt und unter Einbeziehung der Universität Parthenope in Neapel und des japanischen nationalen Institut für Radiologische Noch ist es ein Blick in die Zukunft: Die Kombination von Kohlenstoffionen- und Immuntherapie könnte zu einem effektiven Instrument im Kampf gegen Krebs werden. Vielversprechende Ergebnisse für den möglichen Nutzen dieser Behandlungskombination hat jetzt ein internationales Forscherteam unter der Leitung der Abteilung Biophysik des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt und unter Einbeziehung der Universität Parthenope in Neapel und des japanischen nationalen Institut für Radiologische Wissenschaften NIRS-QST in Chiba in der renommierten Strahlentherapie-Zeitschrift „International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics“ der American Society for Therapeutic Radiation Oncology (ASTRO) veröffentlicht.

Auch wenn es sich erst um präklinische Ergebnisse handelt und der Weg zur klinischen Anwendung noch weit ist, weisen die aktuellen Befunde in eine aussichtsreiche Richtung: Dabei konnte gezeigt werden, dass Kohlenstoffionen, wie sie in der bei GSI entwickelten Krebstherapie zum Einsatz kommen, sehr effektiv sein können, wenn sie in Kombination mit spezifischen Molekülen, so genannten Checkpoint-Blockern, eingesetzt werden, die das Immunsystem gegen die Tumormetastasen stimulieren.

Ziel der veröffentlichten Forschungsarbeit war es, die Wirksamkeit von konventioneller Strahlentherapie (hochenergetische Röntgenstrahlung) und Kohlenstoffionentherapie in Kombination mit einer Immuntherapie zu vergleichen. Das Immunsystem spielt eine wichtige Rolle bei der Vermeidung von Krebs. Im Normalfall erkennt es entartete Zellen und kann diese „aussortieren“. Doch zugleich besitzt es hochkomplexe Kontrollmechanismen, um Überreaktionen zu vermeiden. Gerade dies können Krebszellen manchmal für sich nutzen und die Immunüberwachung herunterregulieren. Sie verschwinden damit gleichsam vom Radar. Eine Immuntherapie kann das Immunsystem im Kampf gegen den Krebs wieder aktivieren. Sie wird inzwischen häufig bei fortgeschrittenen Malignomen und metastasierenden Patienten eingesetzt, ist aber leider nur bei einigen Tumorarten wirksam.

In den anderen Fällen kommt die konventionelle Strahlentherapie als zweite Komponente hinzu, die unter bestimmten Bedingungen solche Bremsen des Immunsystems wieder lösen kann. Die strahleninduzierte Auslösung einer Immunantwort und deren Verstärkung durch eine Immuntherapie kann vor allem bei der Kontrolle von Metastasen zu guten Ergebnissen – etwa zu einer Verlangsamung des Wachstums – führen. Aber nur ein Teil der Patienten spricht auf diese Therapiekombination an.

Kann die Strahlentherapie mit Kohlenstoffionen, die bei GSI sehr erfolgreich entwickelt wurde und mittlerweile in Heidelberg und Marburg sowie in neun weiteren Zentren weltweit für bestimmte Tumorformen in der klinischen Anwendung ist, hier neue Perspektiven eröffnen und dabei helfen, die Metastasierung besser zu kontrollieren? Möglicherweise ist diese Therapieform immunogener, könnte also eine noch stärkere Immunantwort auslösen als eine konventionelle Strahlentherapie und gemeinsam mit einer Immuntherapie dazu führen, dass mehr Patienten auf diese Therapiekombination ansprechen. Aufgrund solcher Überlegungen hat das Team mit Hauptautor Dr. Alexander Helm (GSI) in dem aktuellen Experiment, das am Beschleuniger in Chiba, Japan, durchgeführt wurde, erstmals direkt Kohlenstoffionen mit konventioneller Röntgenstrahlung in einem Mausmodell verglichen.

Bei der Kontrolle des Primärtumors (hier ein Osteosarkom, ein Knochentumor) lieferten Kohlenstoffionen und Röntgenstrahlen, jeweils mit einer Immuntherapie kombiniert, zunächst ähnliche Resultate. Betrachtet man jedoch das Wachstum der Metastasen, zeigte sich, dass die Metastasierung deutlich reduziert wird, wenn der Primärtumor mit Kohlenstoffionen bestrahlt wird und dann eine Immuntherapie folgt. Die Forschenden konnten demonstrieren, dass Kohlenstoffionen plus Immuntherapie bei der Kontrolle von Lungenmetastasen wirksamer sind als beide Therapien für sich allein genommen und auch wirksamer als Röntgenstrahlen plus Immuntherapie.

Um dieses Potenzial besser ermessen zu können, muss noch viel weitere Forschung erfolgen und gemeinsam mit internationalen Partnern schließlich auch der Einsatz in klinischen Studien getestet werden. Der Leiter der GSI-Forschungsabteilung Biophysik, Professor Marco Durante, erläuterte die zukünftige Forschung: „Bei GSI/FAIR liegt der Fokus unserer Forschung darauf, die zellulären und molekularen Mechanismen, die eine starke Immunantwort auslösen, zu verstehen. Ziel ist es, die zentrale Frage zu beantworten: Wie soll bestrahlt werden, um die effizienteste, die beste Immunantwort zu bekommen im Kampf gegen den Krebs?“

Die Möglichkeiten, auf dem GSI/FAIR-Campus und am künftigen Beschleunigerzentrum FAIR modernste Molekularbiologie und hochenergetische Schwerionenphysik zu kombinieren, versprechen einzigartigen Erkenntnisgewinn. Der Wissenschaftliche Geschäftsführer von GSI und FAIR, Professor Paolo Giubellino betonte: „Die vorliegenden Ergebnisse zeigen das große Potenzial der Kohlenstoffionentherapie, das noch längst nicht ausgeschöpft ist. Gemeinsam mit unseren nationalen und internationalen Partnern wird auch in den nächsten Jahren an diesem hoch relevanten Thema weiter geforscht. Bereits die erste Stufe des FAIR-Experimentierprogramms, die FAIR-Phase 0, bietet dafür herausragende Möglichkeiten.“ (BP)

Weitere Informationen

Wissenschaftliche Veröffentlichung in der Fachzeitschrift International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics (auf Englisch)

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Presse Aktuelles FAIR
news-3700 Fri, 06 Nov 2020 09:00:00 +0100 Nächste Schritte für den FAIR-Ringbeschleuniger: Von der Produktion zur Installation https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3700&cHash=e77f6a5c86d02d3bbd1012c1f938f9f9 Die nächsten entscheidenden Weichen für den großen FAIR-Ringbeschleuniger SIS100 werden gestellt: Während die Rohbauarbeiten auf dem Baufeld voranschreiten und parallel auch die Entwicklung und Fertigung der Hightech-Komponenten für das künftige Beschleunigerzentrum FAIR läuft, rückt nun ein weiterer maßgeblicher Aspekt immer mehr in den Fokus: die Montage der Beschleunigermaschine in den neu errichteten Gebäuden. Die nächsten entscheidenden Weichen für den großen FAIR-Ringbeschleuniger SIS100 werden gestellt: Während die Rohbauarbeiten auf dem Baufeld voranschreiten und parallel auch die Entwicklung und Fertigung der Hightech-Komponenten für das künftige Beschleunigerzentrum FAIR läuft, rückt nun ein weiterer maßgeblicher Aspekt immer mehr in den Fokus: die Montage der Beschleunigermaschine in den neu errichteten Gebäuden.

Wenn auch die gegenwärtigen Schwerpunkte noch auf der Beschaffung der Beschleunigerkomponenten liegen, werden derzeit erste, wichtige Schritte in Richtung Maschinenmontage unternommen. Die Projektgruppe SIS100/SIS18, bestehend aus den Arbeitspaketleitern, Vertretern internationaler Provider und der Subprojektleitung hatte ihre jüngste, dreitätige Klausurtagung unter das Motto „Von der Produktion zur Installation“ gestellt. Dabei waren auch Vertreter des neuen Subprojektes „Site Management (SMG)“ mit dem Ziel beteiligt, die nächste Phase in der Projektrealisierung gemeinsam vorzubereiten.

In welchen Sequenzen soll die Installation der Maschine ablaufen? Welche Reihenfolge beim Aufbau der Beschleunigerkomponenten ist die beste? Wie werden die schweren Teile an ihre richtige Position in den Neubauten platziert? Das sind nur einige Fragen, die mit hoher Präzision beantwortet werden müssen. Derzeitige Schwerpunkte sind die Herstellung installationsbereiter Baugruppen, der Aufbau und Test einer kompletten SIS100-Einheitszelle, bestehend aus zwei Dipol-, zwei Quadrupol- und mehreren Korrekturmagneten, die Entwicklung von Transport- und Hebehilfsmitteln und die Berücksichtigung technikspezifischer Randbedingungen bei der Festlegung von Installationssequenzen. Außerdem müssen weitere wichtige Meilensteine wie der Montage-Abschluss der Technischen Gebäudeausrüstung (TGA), die Fertigstellung zentraler Einrichtungen, die Liefertermine und die Installationsbereitschaft aller Beschleunigerkomponenten in die Planung aufgenommen werden.

Besondere Aufmerksamkeit wird dabei auf die Kryotechnik gelegt. Der Ringbeschleuniger SIS100 benötigt supraleitende Magnete, um die extrem schnellen Teilchen zu lenken. Supraleitung ist nur mithilfe von ausgefeilter Kryotechnik zu erreichen: Sie muss eine Tiefsttemperatur von -268,6 °C im gesamten Ringsystem des SIS100 aufrechterhalten, die zum Betrieb benötigt wird.

Für die Installation solcher kryogenen Systeme, der kryomagnetischen Module und der lokalen Kryogenik sind besondere, qualitätssichernde Maßnahmen nötig. Dabei müssen auch europäische Richtlinien eingehalten werden, beispielsweise die Druckgeräte-Richtlinie, die bei zahlreichen Arbeitsschritten zur Anwendung kommt. Deshalb wurden bei dem jüngsten Treffen der Projektgruppe und des neuen Subprojekts auch Möglichkeiten für eine effiziente Ausnutzung der verlängerten Installationsphase der kryogenen Systeme durch einen parallelen Start der Hardwareinbetriebnahme warmer Systeme erörtert. Eine effiziente Planung für die Installation und Inbetriebnahme der technischen Einzelsysteme ist eine Voraussetzung für eine zeitnahe Kaltinbetriebnahme, sowie für die Inbetriebnahme der Hauptstromversorgung in Verbindung mit der dann supraleitenden Magnetkette.

Insgesamt steht hinter all diesen komplexen Planungen ein entscheidendes Ziel: die Herstellung eines ersten Pilotstrahls durch das SIS100, das Herzstück des künftigen Beschleunigerzentrums FAIR. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3694 Tue, 03 Nov 2020 08:42:00 +0100 Forschung in der Corona-Krise – Erfolgreiches Experimentierprogramm der FAIR-Phase 0 https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3694&cHash=6b8515e68bc8918cdac24313b5cf0164 Sehr erfolgreiche Experimente, hochwertige Ionenstrahlen für die Forschung – die aktuelle Experimentierzeit auf dem GSI- und FAIR-Campus ist trotz der Corona-Pandemie mit einer positiven Bilanz zu Ende gegangen. An den bestehenden Beschleunigeranlagen konnten Forscherinnen und Forscher mit vielfältigsten Ionenstrahlen Experimente zu den unterschiedlichsten Themen durchführen, und so wurde der Weg für neue Entdeckungen und exzellente Forschungsmöglichkeiten in der Zukunft eröffnet. Sehr erfolgreiche Experimente, hochwertige Ionenstrahlen für die Forschung – die aktuelle Experimentierzeit auf dem GSI- und FAIR-Campus ist trotz der Corona-Pandemie mit einer positiven Bilanz zu Ende gegangen. An den bestehenden Beschleunigeranlagen konnten Forscherinnen und Forscher mit vielfältigsten Ionenstrahlen Experimente zu den unterschiedlichsten Themen durchführen, und so wurde der Weg für neue Entdeckungen und exzellente Forschungsmöglichkeiten in der Zukunft eröffnet. Denn der Wissenschaftsbetrieb an den modernisierten Beschleunigern ist Teil des FAIR-Experimentierprogramms, der sogenannten „FAIR-Phase 0“, die bereits hervorragende Experimentiermöglichkeiten bietet, während FAIR noch im Bau ist.

Zwar musste das Experimentierprogramm ab März 2020 aufgrund der Corona-Pandemie eingeschränkt werden, es konnte aber unter strenger Einhaltung der behördlichen Vorgaben in Teilen weiterlaufen. Rund zwei Drittel der Experimente konnten durchgeführt werden. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus aller Welt, die üblicherweise für Experimente auf den Campus kommen, konnten ab diesem Zeitpunkt nicht mehr anreisen. Sie unterstützten das Forschungsprogramm und das GSI/FAIR-Personal vor Ort aber mit Rat und Tat aus der Ferne.

Neben den GSI-Anlagen UNILAC (Linearbeschleuniger), SIS18 (Ringbeschleuniger), FRS (Fragmentseparator) und ESR (Experimentierspeicherring) sowie den bestehenden Experimentaufbauten und dem Petawatt-Hochenergielaser PHELIX konnten auch schon FAIR-Entwicklungen und speziell für FAIR gefertigte Detektoren, Messapparaturen und weitere Hightech-Einrichtungen genutzt werden. So ist auch die Inbetriebnahme des CRYRING, eines weiteren Speicherrings und ersten FAIR-Beschleunigers, soweit fortgeschritten, dass er bereit für wissenschaftliche Experimente ist. Damit ist das aktuelle Experimentierprogramm FAIR-Phase 0 bereits ein wichtiger Schritt in Richtung der zukünftigen Forschung an FAIR.

Die Experimente beschäftigten sich mit Themen aus den unterschiedlichsten wissenschaftlichen Disziplinen, von der Medizin und Materialforschung bis hin zu den Eigenschaften von superschweren Elementen und der komplexen Struktur von kurzlebigen Isotopen, die bei der Elemententstehung im Universum eine Rolle spielen.

So konnte in einem Experiment der Biophysik erstmalig gezeigt werden, dass es bei GSI möglich ist, mit Kohlenstoffstrahlen Bedingungen zu erzeugen, wie sie für eine sogenannte FLASH-Therapie von Tumoren notwendig sind. Bei der FLASH-Therapie wird eine sehr hohe Dosis in sehr kurzer Zeit appliziert (hohe Dosisrate). In Studien mit Protonenstrahlen konnte gezeigt werden, dass durch ein solches Verfahren bei gleichbleibender Wirksamkeit die Schäden im gesunden Gewebe reduziert werden. Bisher war die Technik nur an Elektronen- und Protonenbeschleunigern anwendbar. Aufgrund von Verbesserungen an der GSI-Beschleunigeranlage im Rahmen der Vorbereitungen für FAIR kann nun auch für Kohlenstoff die nötige Dosisrate von fünf Milliarden Ionen in 200 Millisekunden erreicht werden.

Ein anderes Forschungsgebiet, das von den erhöhten Intensitäten der GSI-Beschleuniger profitiert, ist die Untersuchung von Isotopen, die bei der Elemententstehung im Universum eine Rolle spielen. Leichte Kerne bis Eisen werden durch Fusionsreaktionen in Sternen produziert, schwere Elemente möglicherweise in Explosionen massiver Sterne am Ende ihrer Entwicklung (Supernova-Explosionen) oder beim Zusammenstoß von Neutronensternen, äußerst kompakten Objekten, die auf einem Radius von wenigen Kilometern die Masse von bis zu zwei Sonnen vereinen. Die eigentliche Elementsynthese erfolgt durch nukleare Reaktionen von einer Vielzahl von zumeist instabilen Kernen entlang bestimmter Reaktionspfade. In einem dedizierten Experiment wurden extrem neutronenreiche Kerne untersucht, die bislang in einem Beschleunigerlabor noch nicht produziert werden konnten. Isotope mit Massenzahlen um 200 nahe der magischen Neutronenzahl N=126 spielen eine entscheidende Rolle für die Entstehung von noch schwereren Kernen. Es wurden mehrere Isotope in diesem Bereich erstmalig nachgewiesen und ihre Eigenschaften bestimmt, unter ihnen möglicherweise 200-Wolfram. Dies wäre das erste Mal, dass ein so schwerer Kern im Labor produziert wurde, der unmittelbar auf einem der Elementsynthesepfade liegt.

Ein weiteres Experiment mit einer ähnlichen Zielsetzung wurde am Experimentierspeicherring ESR unter Nutzung der gesamten Beschleunigerkette von UNILAC, SIS18 und FRS durchgeführt. In vielen wissenschaftlichen Publikationen wurde die Wichtigkeit des gebundenen Betazerfalls von Thallium in Elemententstehungsprozessen betont und dieser konnte nun erstmals vermessen werden.

Die Erforschung superschwerer Elemente gehört schon seit vielen Jahren zum wissenschaftlichen Portfolio der GSI. In der Kernreaktion von 48Ca+244Pu (Kalzium und Plutonium) werden unter anderem zwei Flerovium-Isotope hergestellt: 288Fl und 289Fl. Flerovium ist ein Atomkern mit der Ordnungszahl Z=114 und wurde 1999 in einem Forschungslabor in Dubna erstmalig erzeugt. Die kernphysikalische Struktur ist allerdings noch nicht völlig geklärt; deshalb wurde am TASCA-Aufbau bei GSI erstmalig Alpha- und Photonen-Emission von Flerovium-Isotopen in Koinzidenz vermessen. In diesem Experiment wurden ebenso viele Flerovium Isotope nachgewiesen wie in allen Experimenten seit dem erstmaligen Nachweis dieses Kerns.

Während in Sternen, Sternexplosionen und im Labor durch Kernreaktionen schwere Kerne erzeugt werden, entstehen durch kosmische Strahlung auf Staubpartikeln aus einfachen organischen Molekülen komplexere, und diese werden ebenso wieder zerstört. In einem Experiment der Materialforschung konnte gezeigt werden, dass diese Zerstörungsprozesse temperaturabhängig sein können und höhere Temperaturen möglicherweise zu einer längeren Lebensdauer von komplexen Molekülen unter dem Einfluss kosmischer Strahlung führen.

Dies ist nur ein kleiner Ausschnitt der wissenschaftlichen Erkenntnisse der vergangenen Experimentierzeit. Insgesamt ermöglicht das Programm „FAIR-Phase 0“ eine zukunftsweisende Kombination wichtiger Tests von FAIR-Geräteausstattungen einerseits und hochwertiger wissenschaftlicher Messungen andererseits. Auf diese Weise können wissenschaftlich hervorragende Ergebnisse erzielt und die FAIR-Community weiter aufgebaut werden. Auf dem Weg zur Inbetriebnahme des Beschleunigerzentrums FAIR sind in den nächsten Jahren weitere regelmäßige Experimentierzeiten an den bestehenden und kontinuierlich modernisierten Anlagen geplant. (BP/CP/YL)

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Aktuelles FAIR
news-3698 Mon, 02 Nov 2020 14:00:00 +0100 Mehr als 37.000 gefahrene Kilometer: Erneut erster Platz beim Stadtradeln https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3698&cHash=8365fabaaae110fe6bd068294ccd67ab Die Radsaison geht langsam zu Ende, Zeit für eine Jahresbilanz: Auch in diesem Jahr hat das Team GSI/FAIR beim Stadtradeln einen großen Erfolg erzielt und erneut den ersten Platz bei der Teamwertung erreicht. Insgesamt wurde eine Kilometerleistung von 37.181 Kilometern zurückgelegt. Es haben sich 142 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter von GSI und FAIR sowie einige Externe als Team GSI/FAIR beim Stadtradeln beteiligt. Mit den gefahrenen Kilometern wurden knapp 5,5 Tonnen Kohlenstoffdioxid vermieden. Die Radsaison geht langsam zu Ende, Zeit für eine Jahresbilanz: Auch in diesem Jahr hat das Team GSI/FAIR beim Stadtradeln einen großen Erfolg erzielt und erneut den ersten Platz bei der Teamwertung erreicht. Insgesamt wurde eine Kilometerleistung von 37.181 Kilometern zurückgelegt. Es haben sich 142 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter von GSI und FAIR sowie einige Externe als Team GSI/FAIR beim Stadtradeln beteiligt. Mit den gefahrenen Kilometern wurden knapp 5,5 Tonnen Kohlenstoffdioxid vermieden. Auf den Plätzen zwei und drei folgten „Merck fährt Rad“ (36.919 Kilometer) und die Hochschule Darmstadt (25.720 Kilometer).

Dem Team GSI/FSIR ist damit nochmals eine deutliche Verbesserung der sehr erfolgreichen Ergebnisse der letzten Jahre gelungen: Bereits 2019 konnten die Radlerinnen und Radler den Sieg für sich verbuchen mit ebenfalls 142 Teilnehmenden und 35.049 zurückgelegten Kilometern. Im Jahr 2018 waren es 102 Radlerinnen und Radler im Team, die 25.766 Kilometer zurückgelegt und damit den zweiten Platz belegt hatten.

Traditionell werden die Siegerpreise für die besten Teams und Einzelradler während des Fahrradaktionstages auf dem Marktplatz in Darmstadt von der Darmstädter Umweltdezernentin Barbara Akdeniz überreicht. Corona-bedingt fiel die Veranstaltung in diesem Jahr jedoch aus.

An der 21-tägigen Kampagne im Mai und Juni nahmen stadtweit rund 1980 Personen in 117 Teams teil. Insgesamt wurde das Vorjahresergebnis in Darmstadt deutlich übertroffen: Die Teilnehmenden legten in diesem Jahr insgesamt mehr als 420.000 Kilometer Strecke zurück und konnten dadurch 62 Tonnen CO2 im Vergleich zu Autofahrten vermeiden. Umweltdezernentin Akdeniz zeigte sich in ihrer Bilanz sehr zufrieden, dass sich so viele Bürgerinnen und Bürger am Stadtradeln beteiligt haben. „Wir haben uns sehr bewusst dazu entschieden, das Stadtradeln auch dieses Jahr wieder im Frühjahr durchzuführen. Denn neben der Möglichkeit, durch die Teilnahme am Stadtradeln für Klimaschutz, Lebensqualität und die Mobilitätswende werben zu können, ist das Fahrradfahren in Zeiten von Corona auch ideal, um körperlich und auch geistig fit zu bleiben – natürlich im Rahmen der aktuell gültigen Verordnungen.“ (BP)

Weitere Informationen

Webseite zur Aktion Stadtradeln

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Aktuelles FAIR
news-3696 Wed, 28 Oct 2020 16:28:48 +0100 JGU und GSI nehmen wichtige Rolle beim EU-Promotionsnetzwerk zur Erforschung radioaktiver Elemente ein https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3696&cHash=c1b6e8831197d7b200478f9b9863d14e Wissenschaftler der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung (GSI) engagieren sich in der Ausbildung junger Doktorandinnen und Doktoranden auf dem Gebiet der Kernchemie und Kernphysik im Rahmen eines EU-geförderten internationalen Netzwerks. Gemeinsame Pressemitteilung von GSI, HIM und JGU

Wissenschaftler der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung (GSI) engagieren sich in der Ausbildung junger Doktorandinnen und Doktoranden auf dem Gebiet der Kernchemie und Kernphysik im Rahmen eines EU-geförderten internationalen Netzwerks. Dessen Ziel ist es, die Struktur der Actiniden – kurzlebige, schwere Elemente am Ende des Periodensystems – zu entschlüsseln und damit die Voraussetzung für ihre Nutzung in der medizinischen Physik, für nukleare Anwendungen und die Umweltüberwachung vorzubereiten. Das Konsortium besteht aus weltweit führenden Experten aus der fundamentalen Atom- und Kernphysik sowie der Kernchemie. Die EU unterstützt das Projekt „Laser Ionization and Spectroscopy of Actinide Elements“, kurz LISA, während vier Jahren mit insgesamt vier Millionen Euro.

Die Koordination von LISA hat das Forschungszentrum CERN bei Genf inne. Vonseiten der JGU sind Prof. Dr. Christoph Düllmann und Prof Dr. Klaus Wendt beteiligt sowie über das GSI Helmholtzzentrum Prof. Dr. Michael Block. „Von den 15 Early Stage Researchers werden voraussichtlich sechs an der Universität Mainz promovieren. Damit wird die JGU einen bedeutenden Standort innerhalb von LISA darstellen“, erwartet Klaus Wendt. „Dank der hochkonstruktiven Zusammenarbeit im Bereich der Actinidenforschung zwischen der Kernchemie, der Physik und dem HIM in Mainz erwarten wir auch entsprechende, überzeugende Resultate.“ Wendt selbst wird drei Doktorandinnen anleiten. Es ist bereits sein zweites EU-Trainingsnetzwerk, an dem er beteiligt ist.

Innovative Training Network (ITN) der EU startet mit zahlreichen internationalen Partnern

An dem Innovativen Trainingsnetzwerk sind außer den Universitäten in Mainz, Göteborg, Hannover, Jena und Leuven in Belgien auch Großforschungseinrichtungen wie das CERN, das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt, der Schwerionenbeschleuniger Grand Accélérateur National d'Ions Lourds (GANIL) in Frankreich und die Beschleunigeranlage im finnischen Jyväskylä beteiligt. Dazu kommen zwei Industriepartner in Kassel und Glasgow. Zwölf weitere Partnerorganisationen von Kanada bis Japan können die Doktorandinnen und Doktoranden zum wissenschaftlichen Austausch besuchen.

In der Arbeitsgruppe von Christoph Düllmann im Department Chemie werden exotische Actinidenisotope, die langlebig genug und in dafür ausreichenden Mengen verfügbar sind, zunächst chemisch aufgereinigt. „Wir entwickeln Techniken, um sie dann in eine perfekte, für die vorgesehenen Experimente innerhalb des LISA-Netzwerks in Jyväskylä und an GANIL, aber auch in Mainz und der GSI optimierte Form zu bringen“, erklärt Düllmann, Leiter der Gruppe „Superschwere Elemente Chemie“ an der JGU, GSI und dem Helmholtz-Institut Mainz (HIM).

Am GSI Helmholtzzentrum in Darmstadt untersucht die Arbeitsgruppe von Michael Block mittels Laserspektroskopie die schwersten Actiniden. Diese können nur künstlich hergestellt werden und sind meist kurzlebig. Mithilfe von Lasern wird die optische Anregung von Energieniveaus in der Atomhülle detailliert vermessen, um ihre atomaren und nuklearen Eigenschaften zu bestimmen. „Das ITN bietet für die Doktoranden ein optimales Forschungsumfeld, um die exotischen Actiniden systematisch und umfänglich zu erforschen“, sagt Michael Block, in dessen Arbeitsgruppe bei GSI im Sommer die erste Doktorandin ihre Arbeit aufgenommen hat.

Herstellung und Untersuchung von Actiniden mit neuartigen Lasertechnologien angestrebt

Uran und Plutonium sind vermutlich die bekanntesten Actinide, aber auch Curium, Einsteinium, Fermium und Mendelevium gehören beispielsweise in diese Gruppe radioaktiver Elemente. Sie sind meistens äußerst instabil und können bislang nur synthetisch in Teilchenbeschleunigern erzeugt werden. Aufgrund ihrer kurzlebigen Natur geben sie der Wissenschaft noch immer große Rätsel auf. Ihre Erforschung soll daher unser Verständnis der atomaren und nuklearen Eigenschaften verbessern. Im Rahmen von LISA ist darauf aufbauend die Entwicklung neuartiger Lasertechnologien vorgesehen, mit denen Actinide zur Entwicklung neuer Anwendungen erzeugt und untersucht werden können. Es wird erwartet, dass LISA eine kohärente und symbiotische Zusammenarbeit der Beteiligten ermöglicht und die Arbeitsbeziehungen auch noch nach Projektende fortdauern.

Zunächst hat sich allerdings der Arbeitsbeginn der ausländischen Doktorandinnen und Doktoranden aufgrund der Corona-Krise verzögert. Die wissenschaftlichen Betreuer rechnen damit, dass eine Doktorandin aus Polen und eine weitere Doktorandin aus Mexiko sowie Kandidatinnen aus Kanada, England und den USA, die in Mainz betreut werden, nun aber im Herbst starten können. Für alle 15 Promovierende und weitere Gäste plant das Team zurzeit ein akademisches Training, das im Herbst 2021 in Mainz stattfinden soll. (JL)

 

Weiterführende Links:

AG Larissa am Institut für Physik der JGU

Kernchemie an der JGU

Helmholtz-Institut Mainz

Superschwere Elemente Physik bei GSI

Superschwere Elemente Chemie bei GSI

EU-Projekt „Laser Ionization and Spectroscopy of Actinide Elements”

Innovative Training Networks

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Aktuelles
news-3692 Tue, 27 Oct 2020 12:07:00 +0100 Ab sofort erhältlich: GSI- und FAIR-Jahreskalender für das Jahr 2021 https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3692&cHash=4385f7093ea652402424980ce91782b9 Der praktische Jahresplaner von GSI/FAIR erfreut sich seit vielen Jahren großer Beliebtheit. Darin sind alle gesetzlichen Feiertage und die Schulferien aufgeführt. Er bietet eine gute Übersicht über das Jahr und ist für viele eine nützliche Planungshilfe. Der praktische Jahresplaner von GSI/FAIR erfreut sich seit vielen Jahren großer Beliebtheit. Darin sind alle gesetzlichen Feiertage und die Schulferien aufgeführt. Er bietet eine gute Übersicht über das Jahr und ist für viele eine nützliche Planungshilfe.

GSI- und FAIR-Mitarbeiterinnen und -Mitarbeiter können sich ein Exemplar im Foyer oder am Empfang in der Borsigstraße abholen. Wer den DIN-A2-großen Kalender von FAIR und GSI bestellen möchte, wendet sich direkt per E-Mail an  gsi-kalender(at)gsi.de (Datenschutzhinweis) und erhält den Kalender per Post zugesandt. Bitte folgende Angaben nicht vergessen: eigener Name, eigene Adresse und die gewünschte Anzahl der Kalender. Wir bitten um Verständnis, dass aufgrund der limitierten Auflage pro Anfrage maximal drei Kalender versendet werden können (solange der Vorrat reicht). (JL)

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Aktuelles
news-3690 Tue, 20 Oct 2020 13:39:48 +0200 Geburtsstätte schwerster Elemente: Geplantes Clusterprojekt ELEMENTS erforscht Dynamik von Neutronensternen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3690&cHash=a75ddfecb2085a89df9e164d968d38a7 Das Projekt ELEMENTS vereint die starken Forschungskräfte mehrerer international führender Institutionen. Neben der Goethe-Universität Frankfurt als Konsortialführerin und der TU Darmstadt sind auch die Universität Gießen und das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt beteiligt. Diese Meldung basiert auf einer Pressemitteilung der TU Darmstadt

Das Projekt ELEMENTS vereint die starken Forschungskräfte mehrerer international führender Institutionen. Neben der Goethe-Universität Frankfurt als Konsortialführerin und der TU Darmstadt sind auch die Universität Gießen und das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt beteiligt.

Durch diesen Verbund können die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf einzigartige Voraussetzungen zurückgreifen: Expertise in Gravitationsphysik und in der Physik von Nuklearreaktionen sowie Infrastruktur wie die Beschleunigeranlagen in Darmstadt – das derzeit bei GSI entstehende Beschleunigerzentrum FAIR und den Elektronenbeschleuniger S-DALINAC der TU im Institut für Kernphysik. Zudem möchten die Physikerinnen und Physiker mit ELEMENTS eine Lücke schließen.

Als eine der wesentlichen Maßnahmen bemüht sich das Projekt um die Ansiedelung einer gemeinsamen Alexander-von-Humboldt-Professur an den Universitäten in Frankfurt und Darmstadt. Diese soll sich der Astronomischen Beobachtung der Vorgänge in und um Neutronensternen widmen, einem Forschungsfeld, das in Hessen bisher vollständig fehlt und eine große Nähe zu den mit dem diesjährigen Nobelpreis gewürdigten Forschungsarbeiten aufweist.

ELEMENTS wird Neutronensterne studieren, die gerade noch sichtbaren, kleinen Brüder von Schwarzen Löchern. Sie entstehen nach dem Ausbrennen eines Sterns, wenn dieser nicht massereich genug war, um nach seinem Ende durch den eigenen Gravitationsdruck zu einem Schwarzen Loch zusammengepresst zu werden. Neutronensterne sind, wie auch Schwarze Löcher, Ursache für extreme Raum-Zeit-Krümmungen, und wenn Neutronensterne oder Schwarze Löcher verschmelzen, entstehen nachweisbare Gravitationswellen.

Wegen ihrer kosmischen Auswirkungen und extremen Bedingungen stehen beide Phänomene im Blick der Forschung. Neutronensterne erlauben jedoch im Gegensatz zu Schwarzen Löchern auch Blicke in ihr Inneres und sie sind auch „produktiv“. So sind Neutronensternverschmelzungen als Kilonovae am Himmel sichtbar und die einzigen bekannten Objekte im Universum, die durch Kernreaktionen unter extremen Bedingungen die schwersten chemischen Elemente erzeugen.

Das Projekt ELEMENTS erforscht die Dynamik in der Verschmelzung zweier Neutronensterne und untersucht dabei auch das Gravitationsfeld, die Kernmaterie und – Schwerpunktthema der Physikerinnen und Physiker bei GSI/FAIR und an der TU Darmstadt – die dabei entstehenden schweren chemischen Elemente. So wurde etwa das Leuchten einer Kilonova von in Darmstadt tätigen Physikerinnen und Physikern vor einigen Jahren erfolgreich vorhergesagt.

Für ELEMENTS hat das Forschungskonsortium einen Antrag auf Förderung im Rahmen der einmaligen Förderlinie Clusterprojekte beim Land Hessen beantragt. Mit der Förderlinie sollen international wettbewerbsfähige Forschungsfelder an Universitäten und Universitätsverbünden projektbezogen gefördert werden, um sie damit weiter zu profilieren und für eine erfolgreiche Antragsstellung in der nächsten Runde der Exzellenzstrategie vorzubereiten. (TUD/BP)

 

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Aktuelles
news-3688 Tue, 13 Oct 2020 09:38:40 +0200 Schwarzes Loch – ja oder nein: Über den Ausgang von Neutronensternkollisionen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3688&cHash=cf7ec402ffcd1fd5ca615d328292c2ac Eine neue Studie von GSI-Forschenden und internationalen Kollegen und Kolleginnen beleuchtet die Bildung Schwarzer Löcher in Neutronensternkollisionen. Computer-Simulationen zeigen, dass die Eigenschaften hochdichter Materie, wie sie schon heute in den Labors von GSI und FAIR untersucht wird und noch präziser an der künftigen FAIR-Anlage erforscht werden wird, dabei eine entscheidende Rolle spielen. Viel Aufmerksamkeit erfährt das Thema derzeit auch durch die Verleihung des Physik-Nobelpreises 2020. Eine neue Studie von GSI-Forschenden und internationalen Kollegen und Kolleginnen beleuchtet die Bildung Schwarzer Löcher in Neutronensternkollisionen. Computer-Simulationen zeigen, dass die Eigenschaften hochdichter Materie, wie sie schon heute in den Labors von GSI und FAIR untersucht wird und noch präziser an der künftigen FAIR-Anlage erforscht werden wird, dabei eine entscheidende Rolle spielen. Die Ergebnisse wurden nun in der Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht. Viel Aufmerksamkeit erfährt das Thema derzeit auch durch die Verleihung des Physik-Nobelpreises 2020 für die theoretische Beschreibung von Schwarzen Löchern und für die Entdeckung eines supermassiven Objekts im Zentrum unserer Galaxie.

Aber unter welchen Bedingungen bildet sich überhaupt ein Schwarzes Loch? Dieser Frage sind Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen vom GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt in einer internationalen Kollaboration nachgegangen. Die Forschenden untersuchten hierbei mit Hilfe von Computer-Simulationen einen speziellen Prozess, der zur Bildung eines Schwarzen Loches führen kann: die Kollision zweier Neutronensterne (Simulation im Film).

Schon in Neutronensternen ist Materie extrem verdichtet. Die Masse von anderthalb Sonnen ist auf den Radius von wenigen Kilometern zusammengedrückt. Damit entstehen ähnliche beziehungsweise sogar noch höhere Dichten als im Innern von Atomkernen. Verschmelzen zwei Neutronensterne in einem Doppelsternsystem, wird die Materie in der Kollision noch zusätzlich verdichtet. Beste Chancen also für die Entstehung eines Schwarzen Loches. Schwarze Löcher sind die kompaktesten Objekte im Universum, selbst Licht kann nicht mehr entweichen, weshalb sie sich nicht direkt beobachten lassen.

„Entscheidend ist die Masse der Neutronensterne“, fasst Dr. Andreas Bauswein aus der GSI-Forschungsabteilung Theorie die Studie zusammen. „Überschreitet die Gesamtmasse des Doppelsternsystems eine bestimmte Grenze, ist der Kollaps zum Schwarzen Loch unausweichlich.“ Wo genau diese Grenzmasse liegt, hängt jedoch von den Eigenschaften hochdichter Kernmaterie ab. Diese Eigenschaften sind im Detail noch nicht genau bekannt und werden zum Beispiel auch in viel kleinerem Maßstab bei Kollisionen von Atomkernen an den Beschleunigereinrichtungen bei GSI untersucht. In diesen Schwerionenstößen werden tatsächlich ähnliche Bedingungen wie bei Neutronensternverschmelzungen erzeugt. Basierend auf theoretischen Überlegungen und Experimenten mit Schwerionenstößen, können bestimmte Modelle (sogenannte Zustandsgleichungen) von Neutronensternmaterie berechnet werden.

Für zahlreiche solcher Zustandsgleichungen konnte die Studie nun die Grenzmasse berechnen. Das Ergebnis: Lässt sich Neutronensternmaterie beziehungsweise Kernmaterie leicht komprimieren – ist die Materie/Zustandsgleichung also „weich“ –, führt schon die Kollision von relativ leichten Sternen zur Bildung eines Schwarzen Loches. „Steife“, schwer komprimierbare Kernmaterie dagegen kann größere Massen gegen den sogenannten Gravitationskollaps stabilisieren, und es bildet sich nur ein sehr schwerer rotierender Neutronenstern als Überbleibsel der Kollision. Die Grenzmasse selbst gibt also Auskunft über die Eigenschaften von Kernmaterie und könnte laut der neuesten Studie sogar klären, ob sich während der Kollision die Kernbausteine in ihre Bestandsteile, die Quarks, auflösen.

„Das ist deshalb spannend, weil wir die Grenzmasse in Zukunft aus Beobachtungen ableiten können“, ergänzt Professor Nikolaos Stergioulas vom Fachbereich Physik der Aristoteles-Universität Thessaloniki in Griechenland. Vor wenigen Jahren wurde zum ersten Mal eine Neutronensternverschmelzung mittels Gravitationswellen beobachtet, und einige Stunden später konnten Teleskope das optische Signal der Verschmelzung finden. Bildet sich ein Schwarzes Loch, ist dieses optische Signal der Kollision jedoch sehr schwach. Die Teleskopdaten verraten demnach, ob sich ein Schwarzes Loch gebildet hat. Gleichzeitig kann aus der Form des Gravitationswellensignals die Gesamtmasse bestimmt werden: Je lauter beziehungsweise stärker das Signal ist, umso schwerer waren die Sterne.

Während Gravitationswellendetektoren und Teleskope auf die nächste Neutronensternverschmelzung warten, werden in Darmstadt die Weichen für noch detailliertere Erkenntnisse gestellt. Mit dem neuen Beschleunigerzentrum FAIR, das derzeit bei GSI entsteht, können die Bedingungen in Neutronensternverschmelzungen künftig noch realistischer nachgebildet werden. Schließlich wird nur die Kombination aus astronomischen Beobachtungen, Computer-Simulationen und Schwerionen-Experimenten die Fragen nach den fundamentalen Bausteinen der Materie und deren Eigenschaften klären können und damit auch die Frage, wann der Kollaps zum Schwarzen Loch auftritt. (CP/BP)

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Presse Aktuelles FAIR
news-3684 Fri, 09 Oct 2020 09:00:00 +0200 Das neue schwere Isotop Mendelevium-244 und eine rätselhafte kurzlebige Spaltaktivität https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3684&cHash=fe137f027de678699b0b4df6d53d5144 Die limitierenden Faktoren für die Existenz stabiler, superschwerer Elemente immer besser zu verstehen, ist seit Jahrzehnten ein Anliegen der Chemie und der Physik. Superschwere Elemente, wie die chemischen Elemente mit Ordnungszahlen größer als 103 genannt werden, kommen in der Natur nicht vor und werden künstlich mithilfe von Teilchenbeschleunigern hergestellt. Innerhalb von Sekunden zerfallen sie. Neue Erkenntnisse zu den Spaltprozessen in solchen exotischen Kernen hat ein Team von Wissenschaftlern und Gemeinsame Pressemitteilung des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung Darmstadt, des Helmholtz-Instituts Mainz (HIM) und der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU)

Die limitierenden Faktoren für die Existenz stabiler, superschwerer Elemente immer besser zu verstehen, ist seit Jahrzehnten ein Anliegen der Chemie und der Physik. Superschwere Elemente, wie die chemischen Elemente mit Ordnungszahlen größer als 103 genannt werden, kommen in der Natur nicht vor und werden künstlich mithilfe von Teilchenbeschleunigern hergestellt. Innerhalb von Sekunden zerfallen sie. Neue Erkenntnisse zu den Spaltprozessen in solchen exotischen Kernen hat ein Team von Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung Darmstadt, der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU), des Helmholtz-Instituts Mainz (HIM) und der Universität Jyväskylä, Finnland, unter der Leitung von Dr. Jadambaa Khuyagbaatar von GSI und HIM geliefert und dazu den bisher unbekannten Kern Mendelevium-244 hergestellt. Die Untersuchungen waren Teil der „FAIR-Phase 0“, der ersten Stufe des FAIR-Experimentierprogramms. Die Resultate sind nun in der Fachzeitschrift „Physical Review Letters“ veröffentlicht worden.

Schwere und superschwere Kerne sind zunehmend instabil gegenüber der Kernspaltung, bei der sich der Kern in zwei leichtere Fragmente spaltet. Dies liegt an der immer stärkeren Coulomb-Abstoßung zwischen der großen Anzahl positiv geladener Protonen in solchen Kernen und ist eine der Haupteinschränkungen für die Existenz stabiler superschwerer Kerne.

Die Kernspaltung wurde vor mehr als 80 Jahren entdeckt und wird bis heute intensiv erforscht. Die meisten experimentellen Daten über die Spontanspaltung gibt es für Kerne mit gerader Anzahl von Protonen und Neutronen - sogenannte "gerade-gerade Kerne". Gerade-gerade Kerne bestehen ausschließlich aus Protonen- und Neutronenpaaren, und ihre Spalteigenschaften sind durch theoretische Modelle recht gut beschreibbar. Bei Kernen mit einer ungeraden Anzahl von entweder Neutronen oder Protonen wurde eine Behinderung des Spaltprozesses im Vergleich zu den Eigenschaften geradzahliger Kerne beobachtet und auf den Einfluss eines solchen einzelnen, ungepaarten Bestandteils im Kern zurückgeführt.

Weniger bekannt ist jedoch die Spaltbehinderung in "ungerade-ungerade Kernen", die sowohl eine ungerade Anzahl von Protonen als auch eine ungerade Anzahl von Neutronen enthalten. Die verfügbaren experimentellen Daten deuten darauf hin, dass der Spontanspaltprozess in solchen Kernen stark behindert wird, noch mehr als in Kernen mit einer ungeraden Anzahl von nur einer Sorte von Bestandteilen.

Wenn die Spaltwahrscheinlichkeit sehr stark reduziert ist, werden andere radioaktive Zerfallsarten wie Alpha- oder Betazerfall wahrscheinlich. Beim Betazerfall verwandelt sich ein Proton in ein Neutron oder umgekehrt und folglich verwandeln sich ungerade-ungerade Kerne in gerade-gerade Kerne, die typischerweise eine hohe Spaltwahrscheinlichkeit haben. Dementsprechend ist im Fall, dass während der Produktion eines ungerade-ungerade Kerns eine Spaltaktivität beobachtet wird, oft schwierig zu erkennen, ob die Spaltung in dem ungerade-ungeraden Kern stattfand oder eher vom im Betazerfall bevölkerten gerade-geraden Tochterkern ausging, der dann eine beta-verzögerte Spaltung durchlaufen kann. Kürzlich hat Dr. Jadambaa Khuyagbaatar, Wissenschaftler in der SHE-Chemie-Gruppe am HIM und bei GSI, vorausgesagt, dass dieser beta-verzögerte Spaltprozess für die schwersten Kerne sehr relevant und in der Tat eine der wichtigsten Zerfallsarten von beta-zerfallenden superschweren Kernen sein könnte.

In superschweren Kernen, die experimentell äußerst schwierig herzustellen sind, ist der Betazerfall noch nicht schlüssig beobachtet worden. So wurden zum Beispiel im Falle des schwersten bei GSI in Darmstadt produzierten Elements Tenness (Element 117) in einem etwa einen Monat dauernden Experiment nur zwei Atome des ungeraden Kerns Tenness-294 beobachtet. Diese geringen Produktionsraten schränken den Nachweis und die detaillierte Untersuchung des verzögerten Spaltprozesses durch Betazerfall ein. Dennoch lassen sich neue experimentelle Daten, die Aufschluss über diesen Prozess geben, am besten in exotischen Kernen gewinnen, beispielsweise in solchen, die ein extrem unausgewogenes Verhältnis von Protonen zu Neutronen aufweisen. Dazu hat das Team von GSI, JGU, HIM und Universität Jyväskylä den bisher unbekannten Kern Mendelevium-244, einen ungerade-ungeraden Kern aus 101 Protonen und 143 Neutronen, hergestellt.

Die theoretische Schätzung geht davon aus, dass auf den Betazerfall dieses Kerns in etwa einem von fünf Fällen eine Kernspaltung folgen wird. Aufgrund der großen Energiefreisetzung des Spaltprozesses kann dieser mit hoher Empfindlichkeit nachgewiesen werden, während Betazerfälle schwieriger zu messen sind. Die Forscher verwendeten einen intensiven Ionenstrahl aus Titan-50, der am UNILAC-Beschleuniger bei GSI zur Verfügung steht, und bestrahlten damit ein Goldtarget. Die Reaktionsprodukte von Titan- und Goldkernen wurden im „TransActinide Separator and Chemistry Apparatus“ TASCA getrennt, der Mendeleviumkerne in einen Siliziumdetektor leitete, der geeignet war, die Implantation der Kerne sowie ihren anschließenden Zerfall zu registrieren.

Ein erster Teil der Studien, der 2018 umgesetzt wurde, führte zur Beobachtung von sieben Atomen von Mendelevium-244. Im Jahr 2020 verwendeten die Forscher eine niedrigere Titan-50-Strahlenergie, die nicht ausreichte, um Mendelevium-244 herzustellen. Tatsächlich fehlten in diesem Teil des Datensatzes Signale, wie sie Mendelevium-244 in der Studie von 2018 zugeordnet wurden, was die korrekte Zuordnung der Daten von 2018 und damit die Entdeckung des neuen Isotops bestätigte.

Alle sieben registrierten Atomkerne durchliefen einen Alphazerfall, das heißt, die Emission eines Helium-4-Kerns, der zu dem Tochterisotop Einsteinium-240 führte, das vor vier Jahren durch ein vorangegangenes Experiment an der Universität Jyväskylä entdeckt wurde. Der Betazerfall wurde nicht beobachtet, was die Festlegung einer Obergrenze für diesen Zerfallsmodus von 14 Prozent erlaubt. Wenn die zwanzigprozentige Spaltwahrscheinlichkeit aller Beta-Zerfallstöchter korrekt wäre, läge die Gesamtwahrscheinlichkeit für eine beta-verzögerte Spaltung bei höchstens 2,8 Prozent, und ihre Beobachtung würde die Produktion von wesentlich mehr Mendelevium-244-Atomen als in diesem Entdeckungsexperiment erfordern.

Zusätzlich zu dem alpha-zerfallenden Mendelevium-244 fanden die Forscher Signale von kurzlebigen Spaltereignissen mit unerwarteten Merkmalen hinsichtlich ihrer Anzahl, Produktionswahrscheinlichkeit und Halbwertszeit. Ihr Ursprung kann derzeit nicht genau bestimmt werden und ist mit dem derzeitigen Wissen über die Produktion und den Zerfall von Isotopen in der Region von Mendelevium-244 auch nicht ohne Weiteres erklärbar. Dies motiviert zu Folgestudien, um detailliertere Daten zu erhalten, die dazu beitragen werden, den Spaltprozess in ungeraden Kernen weiter zu beleuchten. (BP)

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Presse Aktuelles FAIR
news-3686 Fri, 09 Oct 2020 09:00:00 +0200 Renommierter Preis für Friedrich-Karl Thielemann https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3686&cHash=6a6d195b5d4b9b37085dcb81c662b781 Friedrich-Karl Thielemann erhält für seine Forschungen an der Schnittstelle zwischen Kernphysik und Astronomie die Karl-Schwarzschild-Medaille, den renommiertesten Preis in Deutschland auf dem Gebiet der Astronomie und Astrophysik. Seit 2018 ist Thielemann nach seiner Emeritierung Gastwissenschaftler bei GSI und setzt seine preisgekrönte Forschung zum Ursprung der Elemente im Universum in Zusammenarbeit mit den Theoriekollegen fort. Diese Arbeiten sind von großer Bedeutung für das zukünftige ... Diese Meldung basiert auf einer Pressemitteilung der Astronomischen Gesellschaft e. V.

Friedrich-Karl Thielemann erhält für seine Forschungen an der Schnittstelle zwischen Kernphysik und Astronomie die Karl-Schwarzschild-Medaille, den renommiertesten Preis in Deutschland auf dem Gebiet der Astronomie und Astrophysik. Seit 2018 ist Thielemann nach seiner Emeritierung Gastwissenschaftler bei GSI und setzt seine preisgekrönte Forschung zum Ursprung der Elemente im Universum in Zusammenarbeit mit den Theoriekollegen fort. Diese Arbeiten sind von großer Bedeutung für das zukünftige Experimentierprogramm an FAIR und auch schon für das laufende FAIR-Phase-0-Programm.

Durch den Einsatz von Theorie im Vergleich mit Experimenten und Beobachtungen leistete Friedrich-Karl Thielemann enorme Beiträge zum Verständnis von Sternexplosionen. In seinen zahlreichen herausragenden theoretischen Studien sagte er Reaktionseigenschaften von Atomkernen quer über die Nuklidkarte voraus, darunter auch für hoch instabile Kerne. Während seiner mehr als 40-jährigen Karriere gelang es ihm den Kreis von der Kernphysik über das Studium der Entwicklung von Sternen bis zu Sternexplosionen, der damit verbundenen Bildung schwerer Elemente sowie der daraus resultierenden chemischen Entwicklung von Galaxien zu schließen. Er lieferte damit in herausragender Weise die Grundlagen für die extremsten Ereignisse im Universum, von Supernovaexplosionen vom Typ Ia, über Novae und Röntgenstrahlenausbrüche, Kernkollapssupernovae und Hypernovae, bis hin zu verschmelzenden Neutronensternen. Seine Leidenschaft, das Rätsel der Entstehung der Elemente im Universum zu lösen, führte zu einem beruflichen Werdegang rund um den Globus. Als emeritierter Professor im Forschungsbereich Kosmologie und Teilchenphysik der Universität Basel setzt er seine Forschungen auch als Gastwissenschaftler am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt fort. Paolo Giubellino, wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR, drückte seine Freude über diese Anerkennung für Thielemann aus: "Wir freuen uns, dass dieser prestigeträchtige Preis an eine herausragende Persönlichkeit der nuklearen Astrophysik geht. Thielemann ehrt unser Zentrum, indem er es in den Jahren als Emeritus als sein Heimatinstitut gewählt hat. Er ist ein äußerst aktiver Wissenschaftler, der aktiv mit den anderen Kern- und Astrophysikern auf dem Campus zusammenarbeitet, sowohl mit Theoretikern als auch mit Experimentalphysikern. Er ist ein großer Gewinn für uns, mit großem Einfluss auf eines der wichtigsten FAIR-Forschungsprogramme." Thielemann ist seit 1978 Mitglied der Astronomischen Gesellschaft. (AG/LW)

Pressemitteilung der Astronomischen Gesellschaft e. V.

 


 
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Aktuelles
news-3682 Wed, 07 Oct 2020 09:30:00 +0200 Auf der Jagd nach dem niedrigsten bekannten angeregten Kernzustand https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3682&cHash=1ea275c90b1ffd1b98d0b582cc31a834 Auf dem Atomkern basierende Uhren könnten unsere Zeitmessung noch genauer machen als heutige Atomuhren. Der Schlüssel dazu liegt in Thorium-229, einem Atomkern, dessen niedrigster angeregter Zustand eine sehr geringe Energie aufweist. Einem Forscherteam aus dem Kirchhoff-Institut für Physik der Universität Heidelberg, der Technischen Universität Wien, der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU), dem Helmholtz-Institut Mainz (HIM) und dem GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung Darmstadt ist es ... Dies ist eine gemeinsame Pressemitteilung der Universität Heidelberg, der Technischen Universität Wien, der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU), des Helmholtz-Instituts Mainz (HIM) und des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung Darmstadt.

Auf dem Atomkern basierende Uhren könnten unsere Zeitmessung noch genauer machen als heutige Atomuhren. Der Schlüssel dazu liegt in Thorium-229, einem Atomkern, dessen niedrigster angeregter Zustand eine sehr geringe Energie aufweist. Einem Forscherteam aus dem Kirchhoff-Institut für Physik der Universität Heidelberg, der Technischen Universität Wien, der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU), dem Helmholtz-Institut Mainz (HIM) und dem GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung Darmstadt ist es nun gelungen, diese niedrige Energie zu messen. Mit einem extrem genauen Detektor konnte der winzige Temperaturanstieg nachgewiesen werden, der durch die bei der Abregung des Atomkerns freigesetzte Energie entsteht. Damit kommt man der Realisierung einer Kernuhr einen großen Schritt näher.

Beim radioaktiven Zerfall ordnen sich Atomkerne spontan neu an, emittieren einen Teil ihrer Bestandteile und verwandeln sich in einen Kern eines anderen Atoms. Bei diesem Prozess verbleibt im neuen "Tochterkern“ normalerweise intern gespeicherte Energie, die in Form von Gammastrahlen freigesetzt wird. Die Energien dieser Strahlen sind – wie Fingerabdrücke – für jeden Kerntyp charakteristisch. Durch die Charakterisierung dieser Gammastrahlen-Fingerabdrücke lernen die Forscher viel über Atomkerne.

Bereits 1976 untersuchten L.A. Kroger und C.W. Reich den Zerfall von Uran-233, einem künstlichen Urankern, der unter Aussendung eines Alphateilchens zu Thorium-229 zerfällt; unmittelbar darauf folgt die Emission charakteristischer Gammastrahlen, die in unterschiedlichen und im Allgemeinen gut verstandenen Mustern auftreten. Kroger und Reich registrierten jedoch eine Anomalie: Eine Energie im Spektrum der Gammastrahlung, die von allen Nukleartheorien vorhergesagt wurde, fehlte in den gemessenen Signalen. Die beste Erklärung war, dass die im niedrigsten angeregten Zustand von Thorium-229 gespeicherte innere Energie zu gering war, als dass die entsprechende Strahlung von den Detektoren beobachtet werden konnte. In den folgenden Jahrzehnten wurden viele Versuche unternommen, diese niederenergetische Gammastrahlung zu beobachten, allerdings ohne Erfolg, wodurch sie auf immer niedrigere Energien beschränkt wurde.

Perspektiven für die Konstruktion einer Kernuhr verbessert

Heute wissen wir, dass der niedrigste angeregte Energiezustand des Thorium-229-Kerns, ein sogenannter Isomerenzustand, bei der niedrigsten bekannten Energie aller Atomkerne überhaupt liegt, bei einer Energie, die um Größenordnungen niedriger ist als übliche Anregungsenergien. Folglich ist die Energie der zugehörigen Gammastrahlung so niedrig, dass sie im ultravioletten Bereich des elektromagnetischen Spektrums und nicht im typischen Gammastrahlenbereich liegt. Dies führt zu der einzigartigen Situation, dass der umgekehrte Prozess der Abregung durch die Emission dieser „ultravioletten Gammastrahlung", nämlich die Anregung des unteren Zustands durch Einstrahlen von ultraviolettem Licht auf den Kern möglich ist. Es ist das einzige Kernsystem, das mit „Table-Top"-Laserlicht angeregt werden kann. Damit eröffnen sich spannende Perspektiven, unter anderem die Konstruktion einer „nuklearen" Uhr, bei der die Zeit durch Schwingungen des Kerns zwischen diesen beiden Zuständen gemessen wird. Die Präzision einer solchen Uhr wird voraussichtlich besser sein als die der derzeit besten Atomuhren, die auf Schwingungen zwischen Zuständen in der Elektronenhülle beruhen, die anfälliger für externe Störungen ist als der 10.000 Mal kleinere Kern.

Das Hauptproblem besteht jedoch darin, dass die Energie des isomeren Zustands noch nicht genau genug bekannt ist, um zu wissen, welches ultraviolette Licht benötigt wird, um die Schwingung zu stimulieren. Das Konsortium von Forschern aus Heidelberg, Wien, Mainz und Darmstadt hat nun die Gammaspektroskopie-Messung von Kroger und Reich wiederholt, allerdings unter Verwendung eines hochmodernen Gammaspektrometers, das explizit für die Registrierung von Strahlen solch niedriger Energie ausgelegt ist.

Kühle Studien ergeben höchste Präzision

Dazu entwickelte das Forscherteam um Professor Christian Enss und Dr. Andreas Fleischmann am Kirchhoff-Institut für Physik der Universität Heidelberg ein magnetisches Mikrokalorimeter, genannt „maXs30“. Dieser auf minus 273 Grad Celsius gekühlte Detektor misst den winzigen Temperaturanstieg, der bei der Absorption einer niederenergetischen Gammastrahlung auftritt. Der Temperaturanstieg führt zu einer Änderung der magnetischen Eigenschaften des Detektors, die dann mithilfe von SQUID-Magnetometern, ähnlich denen, die üblicherweise in der Magnetresonanztomographie verwendet werden, in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Der maXs30-Detektor hat eine bisher unerreichte Energieauflösung und Verstärkungslinearität; dennoch brauchte es etwa zwölf Wochen kontinuierlicher Messungen, um das Gammastrahlenspektrum mit ausreichender Genauigkeit zu erhalten.

Um diese anspruchsvolle Messung zu ermöglichen, stellte das Team von Professor Christoph Düllmann in Mainz und Darmstadt eine spezielle Probe von Uran-233 her. Zunächst entfernten sie chemisch alle Zerfalls-Tochterprodukte, die im Laufe der Zeit vor der Verwendung der Probe entstanden waren. Außerdem entfernten sie unerwünschte Radioisotope, deren Zerfall zu einem unerwünschten Untergrund in den Messdaten führt. Dann entwarfen sie eine Quellengeometrie und einen Probenbehälter, die zu minimalen Störungen der schwachen Signale auf dem Weg von der Probe zu den maXs30-Kalorimetern führten. Diese Schritte waren für den Erfolg der Messung erforderlich, da nur einer von 10.000 Abregungsvorgängen ein Signal erzeugt, das für die Bestimmung der Isomerenenergie nutzbar ist. Die Messung ergab das bisher präziseste Gammastrahlenspektrum des Zerfalls von Uran-233 zu Thorium-229. Das Team von Professor Thorsten Schumm an der Technischen Universität Wien hat zusammen mit dem Heidelberger Team vier verschiedene Schemata angewandt, um aus diesen Daten die Energie des Isomerenzustands abzuleiten. Das präziseste ergab einen Wert von 8,10(17) Elektronenvolt, was Licht einer Wellenlänge von 153,1(32) Nanometern entspricht, wobei die Zahl in Klammern die Unsicherheit der letzten Ziffern angibt. Diese Messung ebnet den Weg für eine direkte Laseranregung des Thorium-229-Isomers. (LW)

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Physics Viewpoint “Ticking Toward a Nuclear Clock”
Energiespektrum - Rohdaten

Originalveröffentlichung: Measurement of the 229Th Isomer Energy with a Magnetic Microcalorimeter

 

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Presse Aktuelles
news-3680 Mon, 05 Oct 2020 13:08:09 +0200 Almudena Arcones zum Fellow der American Physical Society (APS) ernannt https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3680&cHash=0636b484df48d2d38de897c263db6a31 Professorin Almudena Arcones ist von der American Physical Society (APS) zum „Fellow 2020“ ernannt worden. Mit dieser prestigeträchtigen Anerkennung ehrt die APS die herausragenden Beiträge von Almudena Arcones auf dem Gebiet der Astrophysik. Die spanisch-deutsche Physikerin arbeitet seit 2007 in gemeinsamer Anstellung in der Abteilung GSI-Theorie und an der Technischen Universität Darmstadt. Professorin Almudena Arcones ist von der American Physical Society (APS) zum „Fellow 2020“ ernannt worden. Mit dieser prestigeträchtigen Anerkennung ehrt die APS die herausragenden Beiträge von Almudena Arcones auf dem Gebiet der Astrophysik. Die spanisch-deutsche Physikerin arbeitet seit 2007 in gemeinsamer Anstellung in der Abteilung GSI-Theorie und an der Technischen Universität Darmstadt.

Die Ernennung als APS-Fellow erhält Almudena Arcones „für wegweisende Beiträge in der Astro- und Kernphysik, insbesondere zum Verständnis der Entstehung schwerer Elemente in Supernovae, Neutronensternverschmelzungen und ihrer damit verbundenen Kilonova". Die Forschungsschwerpunkte der Physikerin, die als außerordentliche Professorin für Theoretische Astrophysik an der Technischen Universität Darmstadt tätig ist, liegen unter anderem auf Kernkollaps-Supernovae und Neutronenstern-Verschmelzungen als astrophysikalische Orte des r-Prozesses.

Von 2004 bis 2007 forschte Almudena Arcones am Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching und promovierte 2007 an der Technischen Universität München. Von 2007 bis 2010 arbeitete sie als Postdoctoral Fellow bei GSI und am Institut für Kernphysik der Technischen Universität Darmstadt. Anschließend forschte sie bis 2012 im Department of Physics der Universität Basel. Von 2012 bis 2016 war sie Assistenzprofessorin für theoretische Astrophysik an der Technischen Universität Darmstadt, seit 2016 ist sie außerordentlicher Professorin. Von 2012 bis 2017 leitete sie eine Helmholtz-Nachwuchsgruppe bei GSI.

Almudena Arcones hat bereits mehrere wichtige Auszeichnungen erhalten, unter anderem den ERC-Starting-Grant des Europäischen Forschungsrats 2016. "The origin of heavy elements: a nuclear physics and astrophysics challenge”, lautete ihr Thema. Mit dem Preis konnte sie mit einem Team neue Berechnungen über die Entstehung der Elemente in Sternen durchführen. Diese Simulationen zur Elementsynthese werden als theoretische Arbeiten auch wichtig und zukunftsweisend sein für die experimentelle Forschung am zukünftigen Beschleunigerzentrum FAIR, das derzeit bei GSI entsteht.

Der Wissenschaftliche Geschäftsführer von GSI und FAIR, Professor Paolo Giubellino zeigte sich begeistert über die Würdigung von Almudena Arcones: „Die Ernennung zum APS-Fellow ist eine sehr prestigeträchtige Auszeichnung und eine ganz besondere Ehrung, in der sich der Respekt der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus dem gleichen fachlichen Umfeld ausdrückt. Ich freue mich sehr über die große Anerkennung der Kolleginnen und Kollegen für Almudena Arcones und ihre Arbeit, die auch einen herausragenden Beitrag zur aktuellen und zukünftigen Forschung an GSI und FAIR leistet.“

Die APS gehört zu den weltweit wichtigsten Physikalischen Fachgesellschaften. Gegründet wurde sie 1899 und hat heute mehr als 55 000 Mitglieder weltweit. Sie gliedert sich zahlreiche Fachgruppen, die sich auf alle Bereiche der physikalischen Forschung erstrecken. Den Status eines Fellows erlangen APS-Mitglieder auf der Basis eines genau definierten Nominierungs- und Evaluationsprozesses. Zu ihren Fellows wählt die APS jedes Jahr nicht mehr als ein halbes Prozent ihrer Mitglieder. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3678 Tue, 29 Sep 2020 10:15:51 +0200 Georg-Forster-Preis: Argentinischer Wissenschaftler forscht bei GSI/FAIR https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3678&cHash=a6a13a31e2013d37a2986f0ab9fcec6e Professor Omar Azzaroni aus Argentinien ist einer der diesjährigen Georg-Forster-Preisträger und wird im Rahmen seiner Auszeichnung bei GSI/FAIR wissenschaftlich tätig sein. Die Auszeichnung der Humboldt-Stiftung würdigt seine Forschung im Bereich Nanowissenschaften, die er in enger Kooperation mit der GSI-Abteilung Materialforschung durchführt. Professor Omar Azzaroni aus Argentinien ist einer der diesjährigen Georg-Forster-Preisträger und wird im Rahmen seiner Auszeichnung bei GSI/FAIR wissenschaftlich tätig sein. Die Auszeichnung der Humboldt-Stiftung würdigt seine Forschung im Bereich Nanowissenschaften, die er in enger Kooperation mit der GSI-Abteilung Materialforschung durchführt.

Der Georg-Forster-Preis würdigt Forscherinnen und Forscher aus Schwellen- und Entwicklungsländern, die international anerkannt sind und an entwicklungsrelevanten Themen arbeiten. Die Preisträger und Preisträgerinnen werden von Fachkollegen und Fachkolleginnen aus Deutschland nominiert und eingeladen, Kooperationen mit ihnen zu etablieren oder auszubauen. Finanziert wird der mit je 60.000 Euro dotierte Forschungspreis vom Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung.

Omar Azzaroni studierte Chemie an der Nationalen Universität La Plata UNLP (Universidad Nacional de La Plata) in Argentinien und erlangte 2004 seinen Doktortitel. Seine Postdoc-Studien führten ihn nach Großbritannien an die Universität Cambridge (2004 bis 2006) sowie an das Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz (2007). Dort leitete er von 2009 bis 2013 eine Max-Planck-Partnergruppe, ein Instrument der Max-Planck-Gesellschaft zur gemeinsamen Förderung von Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftlern mit Ländern, die an einer Stärkung ihrer Forschung durch internationale Kooperation interessiert sind. Kontakte zu GSI bestehen seit vielen Jahren, vor allem durch Zusammenarbeit mit GSI-Wissenschaftlerin Dr. Eugenia Toimil-Molares.

Von 2012 bis 2015 war Omar Azzaroni als Vizedirektor des Instituts für Theoretische und Angewandte physikalisch-chemische Forschung INIFTA (Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas) im argentinischen La Plata tätig. Derzeit ist er Fellow des nationalen argentinischen Rats für wissenschaftliche und technologische Forschung CONICET und Leiter des Soft-Matter-Labs am INIFTA. Seit 2009 ist er zudem außerordentlicher Professor für Physikalische Chemie an der Universität La Plata. Zu seinen Forschungsschwerpunkten gehören Festkörper-Nanoporen, nanostrukturierte hybride Interfaces, supra- und makromolekulare Materialwissenschaft und Nanotechnologie.

Omar Azzaroni wird bei seinem Aufenthalt auf dem GSI- und FAIR-Campus mit den Fachkolleginnen und -kollegen aus der GSI-Materialforschung zusammenarbeiten und Nanoporen einsetzen, die durch Bestrahlungen von Kunststofffolien mit hochenergetischen schweren Ionen hergestellt werden. Die Leiterin, Professorin Christina Trautmann, betont in der Würdigung des Preisträgers: „Professor Omar Azzaroni hat durch die Kombination von Polymerwissenschaft, Oberflächenchemie und Nanotechnologie wegweisende Beiträge geleistet.“ Auf Basis seines chemischen Fachwissens entwickelte er Polymerbürsten mit spezieller Zusammensetzung, Struktur und Funktionalitäten wie beispielsweise die Fähigkeit, auf Temperatur zu reagieren.

Während seines Aufenthalts in Deutschland wird sich Omar Azzaroni auf die Herstellung von Nanobauteilen mit chemischen und biologischen Sensoreigenschaften konzentrieren. Dabei werden reaktionsfähige, auf weicher Materie basierende Bausteine in Festkörper-Nanoporen eingebracht. Ziel ist die Realisierung intelligenter Nano-Systeme, die chemisch oder physikalisch ausgelöste Umgebungsveränderungen erkennen und zum Beispiel den Porendurchmesser als Funktion der Temperatur anpassen können. Diese auf intelligenten Materialien basierende Nanotechnologie hat großes Innovationspotenzial und könnte künftig beispielweise in der Arzneimittelverabreichung, der Biosensorik oder der Energieumwandlung neue Anwendungsmöglichkeiten eröffnen. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3676 Fri, 25 Sep 2020 10:23:33 +0200 Erfolge und Perspektiven: Forschungsstaatssekretär Lukas besucht GSI und FAIR https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3676&cHash=f0e12ab2ae81237d1c23c5b591ea472b Die Forschung an FAIR und die aktuellen Forschungsaktivitäten auf dem Weg dorthin standen im Mittelpunkt eines Besuchs von Professor Wolf-Dieter Lukas, Staatssekretär im Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Gemeinsam mit weiteren Führungskräften aus dem BMBF informierte er sich auf dem FAIR- und GSI-Campus über die Perspektiven für die nächsten Jahre. Die Forschung an FAIR und die aktuellen Forschungsaktivitäten auf dem Weg dorthin standen im Mittelpunkt eines Besuchs von Professor Wolf-Dieter Lukas, Staatssekretär im Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Gemeinsam mit weiteren Führungskräften aus dem BMBF informierte er sich auf dem FAIR- und GSI-Campus über die Perspektiven für die nächsten Jahre.

Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR, Dr. Ulrich Breuer, Administrativer Geschäftsführer, und Jörg Blaurock, Technischer Geschäftsführer, empfingen die Gäste.

Mit Präsentationen und bei einer Führung erhielten die Gäste einen umfassenden Einblick in die aktuelle und die an den FAIR-Anlagen geplante Forschung. Staatssekretär Lukas zeigte sich beeindruckt sowohl von den Erfolgen von GSI als auch von den herausragenden Aktivitäten im Rahmen des laufenden „FAIR Phase 0“-Programms und von den vielversprechenden wissenschaftlichen Perspektiven, die sich mit der Inbetriebnahme von FAIR ergeben werden: „Naturwissenschaftliche Grundlagenforschung ist ein entscheidendes Fundament für Entwicklung und Fortschritt in einer Gesellschaft. Ihre Förderung ist deshalb ein zentrales Anliegen des Bundesforschungsministeriums. Ich konnte mich heute von der ausgezeichneten Spitzenforschung bei der GSI und den wissenschaftlich faszinierenden Möglichkeiten der künftigen FAIR-Anlagen überzeugen.“

Die einzigartigen Möglichkeiten von FAIR und die zukünftigen Herausforderungen standen auch bei einem Rundgang durch die bestehende Beschleunigeranlage im Fokus. Zu den Stationen, an denen junge Forschende ebenso wie verantwortliche Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler den Gästen Einblicke in ihre Arbeit gaben, gehörten der Experimentierspeicherring ESR, der Medizinbestrahlungsplatz der Biophysik, die Großexperimente R3B und HADES sowie das Höchstleistungsrechenzentrum von GSI und FAIR, der Green IT Cube. Zusammenfassend zu seinem Besuch betonte Staatssekretär Lukas: „Ich bin besonders beeindruckt von der hohen Kompetenz und der Begeisterung der jungen Forschenden für ihre Arbeit an der GSI, die ich während des Besuchs getroffen habe.“

Mit dem bei GSI entstehenden internationale Beschleunigerzentrum FAIR sollen extreme Zustände von Materie im Labor erzeugt und erforscht werden, wie sie sonst nur in Neutronensternen, Supernovae, Sternen oder großen Gasplaneten vorkommen. FAIR erforscht damit „das Universum im Labor“. Die künftigen Forschungsarbeiten von FAIR bauen auf der erfolgreichen Forschung an der GSI auf. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus aller Welt werden die verschiedenen Bereiche von GSI und FAIR nutzen, um in einzigartigen Experimenten neue Erkenntnisse über den Aufbau der Materie und die Entwicklung des Universums zu gewinnen.

Der Experimentspeicherring ESR beispielsweise erlaubt die Speicherung und (Strahl-)Kühlung von hochgeladenen Ionen und von exotischen Kernen. Dabei werden die gespeicherten Ionenstrahlen mit höchster Qualität und Präzision für einzigartige Experimente eingesetzt werden, die die fundamentalen Gesetze der Physik überprüfen und die Tür zur Untersuchung wichtiger astrophysikalischer Prozesse öffnen. Die Speicherringphysik gehört zu den Alleinstellungsmerkmalen bei GSI und FAIR.

Am Medizinbestrahlungsplatz, an dem 1997 erstmals in Europa Krebspatienten mit Ionenstrahlen erfolgreich behandelt wurden, liegen die Schwerpunkte der künftigen Forschung auf technischen und radiobiologischen (Weiter-)Entwicklungen der Ionenstrahltherapie und Studien für die Weltraumforschung, unter anderem zur Abschätzungen der Strahlenbelastung bei Langzeitmissionen in der Raumfahrt in Zusammenarbeit mit der Europäischen Raumfahrtagentur ESA.

Mit dem R3B-Experiment, das von einer internationalen Kollaboration für FAIR aufgebaut wurde und bereits im Rahmen des „FAIR Phase-0“-Forschungsprogramms in Betrieb ist, werden Reaktionsexperimente mit hochenergetischen exotischen Kernen durchgeführt. Diese Untersuchungen sind wichtig für das Verständnis des Ursprungs der schweren Elemente im Universum, wie zum Beispiel Gold.

Der HADES Detektor (Hi Acceptance Di-Electron Spectrometer) für FAIR ist ebenfalls bereits einsatzbereit und wird genutzt, um hochenergetische Kern-Kern-Kollisionen zu untersuchen. HADES wird es ermöglichen, die Eigenschaften heißer, hoch verdichteter Kernmaterie zu verstehen, wie sie im Universum zum Beispiel bei der Kollision von Neutronensternen entsteht.

Der Green IT Cube schließlich ist ein besonders leistungsfähiges und zugleich energieeffizientes Rechenzentrum, das einzige in Deutschland, das mit dem Umweltzertifikat Blauen Engel ausgezeichnet wurde. Er wurde als zentrales IT-Zentrum für die Speicherung und Auswertung der riesigen Datenmengen konzipiert, die bei den FAIR-Experimenten anfallen werden. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3674 Mon, 21 Sep 2020 09:58:59 +0200 Uwe Niedermayer erhält DPG-Nachwuchspreis für Beschleunigerphysik https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3674&cHash=64230f0763903b7452c3951c60158b0c Dr. Uwe Niedermayer hat den Nachwuchspreis für Beschleunigerphysik der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) erhalten. Gewürdigt werden damit seine wissenschaftlichen Leistungen bei der Entwicklung von Simulationsprogrammen, die unter anderem zur Auslegung und Berechnung künftiger Beschleuniger bei GSI/FAIR und am CERN eingesetzt werden, und seine Beiträge zur Realisierung eines lasergetriebenen Beschleunigers auf einem Mikrochip. Dr. Uwe Niedermayer hat den Nachwuchspreis für Beschleunigerphysik der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) erhalten. Gewürdigt werden damit seine wissenschaftlichen Leistungen bei der Entwicklung von Simulationsprogrammen, die unter anderem zur Auslegung und Berechnung künftiger Beschleuniger bei GSI/FAIR und am CERN eingesetzt werden, und seine Beiträge zur Realisierung eines lasergetriebenen Beschleunigers auf einem Mikrochip.

Niedermayer ist am Institut für Teilchenbeschleunigung und Elektromagnetische Felder (TEMF) am Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik der Technischen Universität Darmstadt tätig. Er arbeitet dort in der Fachgruppe von Professor Oliver Boine-Frankenheim, dem Leiter der GSI-Abteilung Beschleunigerphysik. Uwe Niedermayer hat in seiner Doktorarbeit auch Simulationsrechnungen für die Auslegung des Ringbeschleunigers SIS100 vorgenommen, dem Herzstück des FAIR-Beschleunigerzentrums, das derzeit bei GSI entsteht.

Den Preis erhält Uwe Niedermayer für seine herausragenden, im Rahmen seiner Promotion und ersten Forschungsphase erbrachten wissenschaftlichen Leistungen. Ein von ihm erdachtes Beschleunigungsschema gilt als einer der wichtigsten Durchbrüche auf dem Weg zu einem neuartigen lasergetriebenen, dielektrischen Elektronenbeschleuniger auf einem Mikrochip. Gleichzeitig steuert Niedermayer mit seiner Forschung wichtige Beiträge auf dem Gebiet der Hochtemperatur-Dünnfilm-Supraleiter für die Designstudie des am CERN in Genf geplanten Future Circular Collider (FCC) bei.

„Durch seine Arbeiten hat sich Uwe Niedermayer bereits nach einer relativ kurzen Forschungsphase ein international hohes Ansehen und eine große Wertschätzung erworben. Seine Aktivitäten lassen weitere herausragende Forschungsergebnisse in näherer Zukunft erwarten“, heißt es in der Würdigung. Der von der DPG und ihrem Arbeitskreis Beschleunigerphysik (AKBP) verliehene Forschungspreis dient der Förderung der Beschleunigerphysik als eigenständiges Forschungsgebiet in Deutschland und wird an Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftler an deutschen Universitäten oder Forschungseinrichtungen vergeben, deren Promotion nicht länger als fünf Jahre zurückliegt und die sich durch herausragende, originelle und eigenständige Forschungsbeiträge profiliert haben.

Überreicht wurde der Preis auf dem Machine-Learning-Seminar der DPG im Physikzentrum Bad Honnef. Bei der Veranstaltung wurde die Darmstädter Beschleuniger-Expertise noch ein weiteres Mal durch eine Preisverleihung gewürdigt: Dr. Bernhard Franzke konnte den Horst-Klein-Preis des DPG-Arbeitskreises Beschleunigerphysik in Empfang nehmen, der sich an international ausgewiesene Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler richtet, die sich durch herausragende Leistungen von großer Tragweite und hoher Originalität profiliert haben. Der Preis war ihm im Frühjahr verliehen worden (wir berichteten), konnte zu diesem Zeitpunkt aber nicht überreicht werden. Bernhard Franzke war lange Jahre in leitender Position Beschleuniger-Physiker bei GSI und maßgeblich an Bau und Entwicklung des UNILAC, des ESR und vieler Experimente beteiligt. In den Jahren 2000 bis 2005 hat er maßgeblich das Konzept der Speicherringe bei FAIR entwickelt. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3670 Fri, 04 Sep 2020 10:12:37 +0200 Auszeichnung der Foundation for Polish Science für Prof. Hans Geissel https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3670&cHash=3b99e6e811e6918811bc08c7e61073e6 Für seine herausragenden wissenschaftlichen Leistungen auf dem Gebiet der exotischen Kerne erhält der Physiker Prof. Dr. Dr. h.c. Hans Geissel den polnischen Alexander von Humboldt-Preis in Physik. Prof. Geissel ist leitender Wissenschaftler in der FRS/Super-FRS-Forschungsabteilung am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und der Facility for Antiproton an Ion Research (FAIR GmbH) in Darmstadt sowie Professor der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU). Für seine herausragenden wissenschaftlichen Leistungen auf dem Gebiet der exotischen Kerne erhält der Physiker Prof. Dr. Dr. h.c. Hans Geissel den polnischen Alexander von Humboldt-Preis in Physik. Prof. Geissel ist leitender Wissenschaftler in der FRS/Super-FRS-Forschungsabteilung am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und  der Facility for Antiproton an Ion Research (FAIR GmbH) in Darmstadt  sowie Professor der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU). Der Preis, mit dem die Finanzierung eines Forschungsaufenthalts verbunden ist, wird von der Foundation for Polish Science (Fundacja na rzecz Nauki Polskiej, FNP) vergeben, eine Partnerorganisation der deutschen Alexander von Humboldt-Stiftung in Polen. Die Auszeichnung wird an exzellente aktive deutsche Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vergeben, um ihre Arbeit zu würdigen und ihnen wissenschaftliche Forschung an einer ausgewählten Einrichtung, in der Regel in Polen, zu ermöglichen.

Prof. Geissel erhält die Auszeichnung für seine langjährige erfolgreiche Forschung mit kurzlebigen Kernen und die Untersuchung ihrer Eigenschaften. Gemeinsam mit den polnischen Wissenschaftlern Prof. Dr. Zygmunt Patyk (Nationales Zentrum für Kernforschung, Świerk-Warschau) und Prof. Dr. Marek Pfützner (Universität Warschau) führte er Pionierexperimente mit dem GSI-Fragmentseparator FRS durch. So konnte er mit Prof. Patyk und dessen Arbeitsgruppe erstmals hochgenaue Massenmessungen von exotischen Kernen vornehmen, die am FRS produziert, separiert und im Speicherring ESR gekühlt wurden. Auch aus der Zusammenarbeit mit Prof. Pfützner und seiner Arbeitsgruppe resultieren viele weltweit beachtete Publikationen, von denen die Entdeckung von zahlreichen neuen Isotopen und der Zwei-Protonen-Radioaktivität besonders herausragend sind. Mit insgesamt 276 entdeckten Isotopen hält Prof. Geissel seit 2012 den Weltrekord.

„Dieser Preis stellt natürlich auch eine internationale Anerkennung der wissenschaftlichen Arbeiten der gesamten Forschungsgruppe am FRS und FRS-ESR dar“, so Prof. Geissel. „Ebenso danken möchte ich bei dieser Gelegenheit meinen ehemaligen Lehrern, den Professoren Heinz Ewald, Ulrich Mosel, Gottfried Münzenberg, Werner Scheid und Herrmann Wollnik, die mir den Weg zur Ionenforschung aufgezeigt haben.“ Im Zusammenhang mit der Auszeichnung sind weitere Forschungsarbeiten der internationalen deutsch-polnischen Kollaboration geplant, die bis zum Jahr 2023 verwirklicht werden sollen. Daran sind auch japanische Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beteiligt. Erste Experimente sind bereits im Frühjahr dieses Jahres erfolgreich am FRS durchgeführt worden. Weitere Forschungsarbeiten am Teilchenbeschleuniger FAIR in Darmstadt und im japanischen Forschungszentrum RIKEN sollen die Grundlage für weitere wissenschaftliche Erfolge in der nahen Zukunft bilden.

Die beiden beteiligten polnischen Institutionen – das Nationale Zentrum für Kernforschung und die Universität Warschau – sind Mitglieder der Super-FRS Experiment Kollaboration und gehören somit zur NUSTAR-Aktivität (NUclear STructure Astro-physics and Reactions) bei FAIR. Aufenthalte von Prof. Geissel mit Vorlesungen sind auch an der Universität Warschau und dem Nationalen Zentrum für Kernforschung in Warschau geplant, da die Ausbildung und Motivation der jungen Physikstudierenden ein Hauptanliegen aller beteiligten Institutionen ist.

Die Foundation for Polish Science zeichnet jährlich Arbeiten in verschiedenen wissenschaftlichen Fachrichtungen aus. In diesem Jahr werden neben Prof. Geissel ein Wissenschaftler aus der Biomineralogie sowie eine Wissenschaftlerin aus dem Fachgebiet Geschichte gewürdigt. (JL)

Diese Meldung basiert auf einer Nachricht der Justus-Liebig-Universität Gießen

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Aktuelles
news-3668 Mon, 31 Aug 2020 09:50:15 +0200 Masse des Deuterons korrigiert https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3668&cHash=35915dacb010334f23d021ada6072a6d Hochpräzise Messungen der Masse des Deuterons, des Kerns von schwerem Wasserstoff, bringen neue Erkenntnisse über die Zuverlässigkeit fundamentaler Größen der Atom- und Kernphysik. Das berichtet eine Kollaboration unter der Leitung des MPI für Kernphysik mit Partnern der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung Darmstadt sowie des Helmholtz-Instituts Mainz in der Fachzeitschrift „Nature“. Diese Meldung basiert auf einer Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Kernphysik in Heidelberg.

Hochpräzise Messungen der Masse des Deuterons, des Kerns von schwerem Wasserstoff, bringen neue Erkenntnisse über die Zuverlässigkeit fundamentaler Größen der Atom- und Kernphysik. Das berichtet eine Kollaboration unter der Leitung des MPI für Kernphysik mit Partnern der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung Darmstadt sowie des Helmholtz-Instituts Mainz in der Fachzeitschrift „Nature“. Damit stehen nun direkt auf den atomaren Massenstandard bezogene Daten für Wasserstoff H, Deuterium D und das Molekül HD, das die Wissenschaftler ebenfalls neu gewogen haben, zur Verfügung.

Die Massen der Atomkerne wie auch die des Elektrons beeinflussen zahlreiche Eigenschaften von Atomen und Molekülen, beispielsweise ihre Spektren – also welche Lichtfarben sie absorbieren oder emittieren. Physiker wünschen sich möglichst genaue Werte dieser Massen, denn nur mit deren Kenntnis ist es möglich, die Spektren mit Hilfe der Atomphysik präzise zu berechnen – um sie dann mit direkten Messungen zu vergleichen und so beispielsweise Rückschlüsse auf die Zuverlässigkeit der grundlegenden physikalischen Theorien zu ermöglichen.

Von besonderem Interesse sind in diesem Kontext Wasserstoff und seine Isotope, denn deren einfache Elektronenhülle mit nur einem einzigen Elektron lässt extrem präzise Berechnungen und damit sehr sensitive Tests grundlegender physikalischer Theorien zu. Darüber hinaus lässt sich aus der Masse des Deuterons auch die Masse des Neutrons – des zweiten Bestandteils der Atomkerne neben dem Proton – ableiten. Nachdem sie in den letzten Jahren schon das Elektron und das Proton, den Kern des gewöhnlichen Wasserstoffatoms, präzise gewogen hatten, haben Forschende um Klaus Blaum und Sven Sturm vom MPI für Kernphysik jetzt auch das Deuteron, den Kern von schwerem Wasserstoff, bestehend aus einem Proton und einem Neutron, sowie das HD+-Molekülion auf die „Präzisionswaage“ gelegt. Da Deuterium selten ist und normalerweise leicht durch den viel häufigeren normalen Wasserstoff ersetzt wird, hat die Arbeitsgruppe von Christoph Düllmann in Mainz eine spezielle Deuterium-Probe passgenau für die verwendete Apparatur hergestellt.

Als Präzisionswaagen für Ionen haben sich Penningfallen bewährt. In solch einer Falle kann man einzelne geladene Teilchen mit Hilfe von elektrischen und magnetischen Feldern für lange Zeit einsperren. Das gefangene Teilchen führt in der Falle eine charakteristische Bewegung aus, die durch eine Frequenz beschrieben wird. Diese Frequenz hängt von der Masse des gefangenen Teilchens ab – schwerere Teilchen schwingen langsamer als leichtere. Wenn man nun zwei unterschiedliche, einzelne Ionen nacheinander in der gleichen Falle vermisst, kann man so das Verhältnis der Massen exakt ermitteln – ähnlich wie auf einer klassischen mechanischen Balkenwaage.

Mit ausgefeilter Messtechnik zu höchster Präzision

Der Massenstandard für Atome ist das Kohlenstoffisotop 12C, das per Definition 12 atomare Masseneinheiten schwer ist. „Unsere LIONTRAP genannte Penningfallen-Apparatur befindet sich in nahezu perfektem Vakuum bei einer Temperatur von etwa 4 Grad über dem absoluten Nullpunkt (–269°C) in einem supraleitenden Magneten. Darin haben wir je ein Deuteron (D+) und ein Kohlenstoffion (12C6+) präpariert, abwechselnd eines davon aus seiner Speicherfalle in die dazwischen eingebaute Präzisionsfalle transferiert und seine Bewegung genauestens vermessen“, erklärt Sascha Rau, der die Messungen im Rahmen seiner Dissertation durchgeführt hat, das Messprinzip. „Aus dem so erhaltenen Verhältnis der Frequenzen beider Ionen ergibt sich direkt die Masse des Deuterons in atomaren Einheiten.“ Das Kohlenstoffion agiert also als Referenzgewicht auf der „Balkenwaage“.

Bei der Auswertung der Messdaten mussten die Physiker eine Vielzahl an unvermeidlichen systematischen Effekten sehr sorgfältig berücksichtigen. Als Ergebnis erhielten sie die Masse des Deuterons zu 2,013553212535(17) atomaren Einheiten, wobei die Zahl in Klammern die Unsicherheit der letzten Stellen angibt. Die mit derselben Methode bestimmte Masse des Wasserstoff-Molekülions HD+ beträgt 3,021378241561(61) atomare Einheiten.

Der neue Wert für die Masse des Deuterons ist der genaueste jemals gemessene, ist aber signifikant kleiner als der tabellierte Referenzwert. „Um unser Ergebnis zu validieren, haben wir damit und mit den früher von uns gemessenen Massen des Protons und des Elektrons sowie der bekannten Bindungsenergie die Masse von HD+ berechnet. Das Resultat stimmt hervorragend mit unserem direkt gemessenen Wert überein. Außerdem passt das aus unseren Daten abgeleitete Massenverhältnis von Deuteron zu Proton sehr gut zu dem von einer anderen Gruppe direkt gemessenen Wert“, freut sich Sven Sturm. Diese Konsistenz der Daten untermauert die verwendete Messmethodik und legt es nahe, dass die Referenzwerte korrigiert werden sollten. Außerdem verringern die neuen Daten die bisher bei den Massen leichter Kerne bestehenden Diskrepanzen erheblich. Um diese jedoch vollständig aufzuklären, sind weitere hochpräzise Massenmessungen – direkt in atomaren Einheiten – an überschwerem Wasserstoff (Tritium) und leichtem Helium erforderlich. (MPIK/CP/BP)

Weitere Informationen

Pressemitteilung auf der Webseite des Max-Planck-Instituts für Kernphysik

Wissenschaftliche Veröffentlichung "Penning-trap mass measurements of the deuteron and the HD+ molecular ion" im Fachmagazin Nature (Englisch)

Begleitartikel in der Rubrik "News and Views" im Fachmagazin Nature (Englisch)

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Presse Aktuelles
news-3666 Tue, 25 Aug 2020 15:22:40 +0200 Erfolgreiche Groß-Verkupferung: GSI-Galvanik erreicht wichtigen Meilenstein für FAIR https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3666&cHash=cd2235376577d84c44b8823931d48456 In der Galvanik-Abteilung des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung ist ein wichtiger Erfolg erzielt worden: Die Verkupferung einer zwei Meter durchmessenden Kavität wurde erfolgreich umgesetzt. Dies ist zugleich von großer Bedeutung für das künftige Beschleunigerzentrum FAIR. Um die FAIR-Parameter zu erreichen, muss der der bestehende Linearbeschleuniger UNILAC, der künftig als Vorbeschleuniger dienen wird, teilweise mit neuen Kavitäten aufgerüstet werden. In der Galvanik-Abteilung des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung ist ein wichtiger Erfolg erzielt worden: Die Verkupferung einer zwei Meter durchmessenden Kavität wurde erfolgreich umgesetzt. Dies ist zugleich von großer Bedeutung für das künftige Beschleunigerzentrum FAIR. Um die FAIR-Parameter zu erreichen, muss der der bestehende Linearbeschleuniger UNILAC, der künftig als Vorbeschleuniger dienen wird, teilweise mit neuen Kavitäten aufgerüstet werden.

Kavitäten oder auch Hohlraumresonatoren sind zentrale Elemente von Beschleunigern. Darin schwingen starke elektromagnetische Felder, die ihre Energie auf die entlang der Röhrenachse fliegenden Teilchen übertragen. Um die elektrische Leitfähigkeit zu verbessern, werden die Oberflächen verkupfert. Bei GSI und FAIR ist die Galvanik-Abteilung dafür zuständig, Tanks und Bauteile der Teilchenbeschleuniger von innen mit einer Schicht aus hochglänzendem Kupfer zu überziehen. Die Aufgabe der Galvanisierung ist anspruchsvoll, die Anforderungen an die Oberflächenqualität sind hoch.

Aktuell muss die Alvarez-Beschleunigungsstruktur, ein Abschnitt des GSI-UNILAC, für zukünftige Höchstleistungen ersetzt werden, damit FAIR die geplante hohe Strahlqualität liefern kann. Einer der kritischen Punkte bei diesem Upgrade ist das Verkupfern besonders großer Kavitäten-Sektionen. Eine Herausforderung, die bei GSI letztmalig vor über 20 Jahren anstand. Dennoch ist es der GSI-Galvanik nun gelungen, bereits beim ersten Versuch ihre Fähigkeit zu demonstrieren und eine Kavität dieser Größe zu verkupfern. Somit ist ein sehr entscheidender Aspekt des Alvarez-Ersatzes adressiert und positiv gelöst worden.

Die Galvanik-Anlage, die im Laufe der Forschungsjahre und des Beschleunigerausbaus auf dem GSI- und FAIR-Campus entstanden ist, ist einmalig. Sie erlaubt Hochglanz-Verkupferungen von Metalloberflächen wie Stahl und Edelstahl bis zu 200 Mikrometer Dicke. Vor allem die Größe der Elemente, die verkupfert werden können, macht die Anlage außergewöhnlich. Sogar ein Kran kommt beim Manövrieren zum Einsatz, um die teils tonnenschweren Bauteile zwischen den verschiedenen Reinigungs- und Beschichtungsbädern hin und her zu bewegen. Ausführbar sind Verkupferungen von Elementen bis zur maximalen Länge von 2,5 Meter sowie einem Durchmesser von bis zu 2,5 Meter. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3664 Thu, 06 Aug 2020 14:35:00 +0200 „target“-Magazin Ausgabe 18 mit Corona-Sonderbeilage ist erschienen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3664&cHash=84e3dace6d3d5c4d76ef03a987dd0e66 Zwei große Themen stehen im Focus der 18. Ausgabe unseres Magazins „target“ von GSI und FAIR. Zum einen hat sich die Corona-Pandemie auf alle Bereiche unseres Lebens ausgewirkt. Deshalb haben wir dieser Ausgabe eine Sonderbeilage beigefügt, die dem Betrieb und der Forschung bei GSI und FAIR in dieser Zeit sowie unseren Bemühungen zur Bekämpfung der Pandemie gewidmet ist. Zum anderen haben wir im vergangenen Jahr unser 50-jähriges Bestehen mit vielen Aktionen und Veranstaltungen feiern können. Zwei große Themen stehen im Focus der 18. Ausgabe unseres Magazins „target“ von GSI und FAIR. Zum einen hat sich die Corona-Pandemie auf alle Bereiche unseres Lebens ausgewirkt. Das gilt natürlich auch für unseren Campus und unsere Aktivitäten. Deshalb haben wir dieser Ausgabe eine Sonderbeilage beigefügt, die dem Betrieb und der Forschung bei GSI und FAIR in dieser Zeit sowie unseren Bemühungen zur Bekämpfung der Pandemie gewidmet ist. Zum anderen haben wir im vergangenen Jahr unser 50-jähriges Bestehen mit vielen Aktionen und Veranstaltungen feiern können. Mehr dazu finden Sie in der Hauptausgabe.

Wir blicken nicht nur auf unsere Geschichte zurück, sondern auch in die Zukunft: auf unsere Experimente der FAIR-Phase 0, auf neue FAIR-Komponenten und auf die Vergabe von ERC-Stipendien an unsere Forschenden. In dieser Ausgabe freuen wir uns besonders, Ihnen unseren neuen Administrativen Geschäftsführer, Dr. Ulrich Breuer, vorzustellen. Des Weiteren berichten wir über die Zusammenkunft internationaler Elemententdecker, verschmelzende Neutronensterne, Sternkollisionen bei 800 Milliarden °C, weitere Forschungshighlights und vieles mehr.

Die Gelegenheit unseres Jubiläums haben wir genutzt, um unserem Magazin ein neues Aussehen zu geben. In diesem neuen Look werden wir Sie weiterhin über die Fortschritte unserer Forschungsprogramme und den Bau von FAIR sowie über aktuelle Ereignisse auf unserem Campus auf dem Laufenden halten. (CP)

Download von "target" – Ausgabe 18, August 2020 (PDF, 12 MB)

Download der Corona-Sonderbeilage, August 2020 (PDF, 3 MB)

Weitere Informationen
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Aktuelles
news-3650 Tue, 28 Jul 2020 14:00:00 +0200 Hohe Auszeichnung für GSI-Wissenschaftler: Marco Durante erhält Failla-Preis der Radiation Research Society https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3650&cHash=99fbb8bb3d1be9ce0242942ee412e061 Marco Durante, Leiter der GSI-Forschungsabteilung Biophysik und Professor an der Technischen Universität Darmstadt, ist von der Radiation Research Society (RRS) mit dem renommierten Failla-Preis 2020 ausgezeichnet worden. Gleichzeitig ist Professor Durante eingeladen worden einen Vortrag über seine wissenschaftliche Karriere auf der virtuellen Jahrestagung im Oktober dieses Jahres zu halten. Das hat die RRS Ende Juni bekannt gegeben. Marco Durante, Leiter der GSI-Forschungsabteilung Biophysik und Professor an der Technischen Universität Darmstadt, ist von der Radiation Research Society (RRS) mit dem renommierten Failla-Preis 2020 ausgezeichnet worden. Gleichzeitig ist Professor Durante eingeladen worden einen Vortrag über seine wissenschaftliche Karriere auf der virtuellen Jahrestagung im Oktober dieses Jahres zu halten. Das hat die RRS im Juni bekannt gegeben.

Durante ist weltweit anerkannter Experte auf dem Gebiet der Strahlenbiologie und der medizinischen Physik. Er wird mit dem Preis für seine bedeutenden Beiträge zur Optimierung der Therapie mit Schwerionen und für seine Studien zu Strahlenschutz im Weltraum ausgezeichnet. „Die Auszeichnung ist eine große Ehre für mich. Als Student las ich die Veröffentlichung anlässlich des Failla-Preises über schwere Ionen in Therapie- und Weltraumforschung von Cornelius Tobias (Lawrence Berkeley Laboratory), dem Vater der Schwerionentherapie, und war von diesem Thema begeistert. 37 Jahre nach dieser Veröffentlichung und nachdem ich meine gesamte wissenschaftliche Laufbahn mit genau diesem Thema verbracht habe, erhalte ich die gleiche Auszeichnung. Dieser Preis würdigt die Forschung meines Teams bei GSI/FAIR in den letzten Jahren und bestätig die wissenschaftliche Arbeit der gesamten Abteilung Biophysik“, reagierte Professor Durante auf die Nachricht der RRS. „Der Preis ist für uns ein enormer Ansporn unsere Forschung mit der Biophysik-Kollaboration bei GSI und in Zukunft an der FAIR-Anlage auf höchstem Niveau weiterzuführen.“

H­ocherfreut über die Auszeichnung zeigt sich Professor Paolo Giubellino, wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR: „Ich freue mich außerordentlich, dass die herausragenden Forschungsleistungen von Marco Durante und seinem Team mit der Verleihung des Failla-Preises, die wohl weltweit wichtigste Auszeichnung in diesem Bereich, die verdiente Anerkennung finden. Die Arbeiten von Marco Durante und seinem Team sind ein Paradebeispiel dafür, wie Grundlagenforschung und Anwendungen an einem interdisziplinären Forschungszentrum zusammenfinden können und unterstreicht die Exzellenz der wissenschaftlichen Forschung bei GSI und FAIR,“. 

Benannt ist der prestigeträchtige Preis nach dem Wissenschaftler Gioacchino Failla, ehemaliger Präsident der RRS und einer ihrer Gründerväter. Er wird jährlich an ein herausragendes Mitglied der Strahlungsforschungsgemeinschaft verliehen, welches bedeutende Beiträge auf den Gebieten der Strahlenwissenschaften geleistet hat. Die Überreichung des Preisgeldes in Höhe von $2000 und einer dazugehörigen Medaille findet für gewöhnlich im Rahmen der Jahrestagung der RRS statt. Es handelt sich um die höchste Auszeichnung der RRS, die seit 1963 verliehen wird und bisher nur an wenigen Europäern, darunter einem einzigen in Deutschland arbeitenden Forscher (Herwig Paretzke 2007), vergeben wurde. Aufgrund der Corona-Pandemie veranstaltet die RRS ihre Jahrestagung in diesem Jahr virtuell, so dass der Preis vorab übermittelt wird. Im Rahmen des Online-Events im Oktober 2020 wird Durante seinen eingeladenen Vortrag halten.

Marco Durante ist Leiter der GSI-Forschungsabteilung Biophysik und Professor am Fachbereich Physik der TU Darmstadt, Institut für die Physik kondensierter Materie. Er studierte Physik und promovierte an der Universität Federico II in Italien. Seine Postdoc-Stellen führten ihn ans NASA Johnson Space Center in Texas und zum National Institute of Radiological Sciences in Japan. Während seiner Studien spezialisierte er sich auf die Therapie mit geladenen Teilchen, auf kosmische Strahlung, Strahlungszytogenetik und Strahlenbiophysik. Für seine Forschung wurde er vielfach ausgezeichnet, unter anderem mit dem Galileo-Galilei-Preis der Europäischen Föderation der Organisationen für Medizinische Physik (EFOMP), den Timoffeeff-Ressovsky-Preis der Russischen Akademie der Wissenschaften (RAS), den Warren-Sinclair-Preis des amerikanischen National Council of Radiation Protection (NCRP), dem IBA-Europhysik-Preis der Europäischen Physik-Gesellschaft (EPS) und dem von der European Radiation Research Society (ERRS) vergebenen Bacq & Alexander-Preis der Europäischen Gesellschaft für Strahlenforschung. Vor kurzem hat er einen ERC Advanced Grant erhalten. (JL)

Mehr Informationen

Web-Seite der Radiation Research Society (englisch)

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Aktuelles
news-3662 Mon, 27 Jul 2020 11:00:00 +0200 Vom Beginn des Lebens zum Ursprung des Weltalls https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3662&cHash=68719a591dc197000a4a23cebded9e8b Gibt es Leben nur auf der Erde? Wie ist das Universum, in dem wir leben, entstanden? Und was hält die Materie im Innersten zusammen? Diesen Fragestellungen gehen Forscherinnen und Forscher der Bergischen Universität Wuppertal anhand verschiedener Großexperimente auf den Grund. Die Astroteilchenphysikerinnen und -physiker erhalten für ihre Forschung eine Förderung durch das Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung, das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, vertreten durch die Projektträger D Diese Meldung basiert auf einer Pressemitteilung der Bergischen Universität Wuppertal

Gibt es Leben nur auf der Erde? Wie ist das Universum, in dem wir leben, entstanden? Und was hält die Materie im Innersten zusammen? Diesen Fragestellungen gehen Forscherinnen und Forscher der Bergischen Universität Wuppertal anhand verschiedener Großexperimente auf den Grund. Die Astroteilchenphysikerinnen und -physiker erhalten für ihre Forschung eine Förderung durch das Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung, das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, vertreten durch die Projektträger DLR und PT-DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron), und durch das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung.

Für ihre Vorhaben bekommen die Wuppertaler Forscherinnen und Forscher unter Leitung der Astroteilchenphysiker Professor Dr. Karl-Heinz Kampert und Professor Dr. Klaus Helbing eine Förderung von insgesamt rund zwei Millionen Euro. Mehrere Großprojekte sind damit verbunden.

Eine Mission ins äußere Sonnensystem soll klären, ob sich dort Leben entwickelt hat. Im Rahmen eines vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) initiierten Projekts erarbeiten die Forschenden der Bergischen Universität neue Techniken zur Radar-basierten Navigation im Eis. Diese Methoden sollen bei einer möglichen Mission zum Eismond Europa zum Einsatz kommen.

In der Galaxis jenseits unseres Sonnensystems spielen Supernovae, also massereiche Sterne, eine wichtige Rolle bei der Entstehung der chemischen Elemente, die das Leben bei uns erst ermöglichen. Welche Kräfte wirken dabei und wie verhält sich die Materie unter extremen Bedingungen, wie sie beispielsweise im Inneren von Neutronensternen existieren? Dieser Fragestellung gehen die Forschenden im CBM-Experiment nach. Das Experiment für verdichtete Kernmaterie CBM (Compressed Baryonic Matter) ist derzeit im Rahmen des FAIR-Projekts in der Realisierung. Es ist eine der vier großen Forschungssäulen des künftigen Beschleunigerzentrums FAIR, das beim GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt entsteht. Dabei werden Forscherinnen und Forscher unter anderem Vorgänge in Neutronensternen mit nie da gewesener Präzision und über einen sehr weiten Dichtebereich untersuchen können.

Um höchstenergetische Teilchen riesiger Galaxien fernab der Milchstraße geht es in einem weiteren Projekt. Wie erreichen sie die extremen Energien und wie kommen sie über Millionen von Jahren durch die extra-galaktischen Magnetfelder bis zu uns auf die Erde? Dazu werden die verschiedenen Teilchen mit dem Pierre-Auger-Observatorium auf der Erde gemessen und mit kosmologischen Simulationen verglichen. Der Nachweis von Photonen, die diese riesigen Distanzen zurücklegen, gibt zudem wichtige Hinweise auf die Raum-Zeit-Struktur. 

Unser heutiges Universum besteht überwiegend aus Materie und nicht aus Antimaterie. Die Ursachen für diese Dominanz sind bislang völlig unverstanden. Ein Schlüssel zum Verständnis könnte das sogenannte „Geisterteilchen“-Neutrino sein. Mit dem KATRIN-Experiment (KArlsruhe TRItium Neutrino Experiment) soll die Masse des Neutrinos bestimmt werden, die ein Schlüssel zu diesem Rätsel sein könnte. Auch Teilchen, die als sogenannte „Dunkle Materie“ mit den Neutrinos in Wechselwirkung treten, könnten in diesem Rahmen nachgewiesen werden. 

Das Neutrino wird seit einigen Jahren auch in der Astronomie und Kosmologie genutzt. Mit dem IceCube-Teleskop, das in der Antarktis direkt am Südpol steht, suchen die Wuppertaler Forschenden nach Teilchen, die kurz nach dem Urknall entstanden sein sollen. Aus ihren Eigenschaften lassen sich die Abläufe bei der Entstehung des Universums rekonstruieren. Derzeit wird an einem Upgrade für den Teilchendetektor gearbeitet. Die Wuppertaler Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler entwickeln dafür mit internationalen Kolleginnen und Kollegen neue Sensoren. (BUW/BP)

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Aktuelles
news-3660 Mon, 20 Jul 2020 08:37:12 +0200 Patrick Burghardt zu Besuch bei FAIR und GSI https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3660&cHash=87b829b7b194e5ae29a7b00e7ffac1e2 Der Digitalstaatssekretär und CIO des Landes Hessen, Patrick Burghardt, war zu Gast bei GSI und FAIR. Im Mittelpunkt seines Besuchs standen das energieeffiziente Höchstleistungsrechenzentrum Green IT Cube und die Fortschritte des FAIR-Projekts. Begleitet wurde er vom hessischen Co-CIO, Roland Jabkowski. Der Digitalstaatssekretär und CIO des Landes Hessen, Patrick Burghardt, war zu Gast bei GSI und FAIR. Im Mittelpunkt seines Besuchs standen das energieeffiziente Höchstleistungsrechenzentrum Green IT Cube und die Fortschritte des FAIR-Projekts. Begleitet wurde er vom hessischen Co-CIO, Roland Jabkowski.

Die Gäste wurden von Professor Paolo Giubellino, dem Wissenschaftlichen Geschäftsführer von GSI und FAIR, Dr. Ulrich Breuer, dem Administrativen Geschäftsführer, und Jörg Blaurock, dem Technischen Geschäftsführer, empfangen. Außerdem gehörten der Leiter der IT-Abteilung bei GSI und FAIR, Dr. Thorsten Kollegger, der Leiter Technologietransfer, Dr. Tobias Engert, und Carola Pomplun von der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit zu den Teilnehmenden von GSI und FAIR.

Zentrales Thema des Besuchs von Patrick Burghardt war die nachhaltige Digitalisierung. Hierbei bietet der energieeffiziente Green IT Cube sowohl großes wissenschaftlich-technologisches als auch wirtschaftliches Potenzial. Der Staatssekretär nutzte die Gelegenheit, sich in Präsentationen und bei einer Führung durch den Green IT Cube umfassend über das Höchstleistungsrechenzentrum und seine Infrastruktur zu informieren und zeigte sich sehr interessiert an den vielversprechenden Perspektiven. In den anschließenden Diskussionen ging es auch darum, potentielle Kooperationen und gemeinsame Ziele für Erforschung, Entwicklung und Nutzung der Green-IT-Technologie auszuloten.

Der Green IT Cube auf dem GSI/FAIR-Campus stellt enorme Rechenkapazitäten für Experimente an den Beschleunigeranlagen von GSI und zukünftig von FAIR bereit. Er gehört zu den leistungsfähigsten wissenschaftlichen Rechenzentren der Welt. Zugleich setzt er Maßstäbe in der IT-Technologie und beim Thema Energiesparen: Dank eines speziellen Kühlsystems ist er besonders energie- und kosteneffizient. Dadurch entspricht der Energieaufwand für die Kühlung weniger als sieben Prozent der für das Rechnen aufgewendeten elektrischen Leistung. Bei herkömmlichen Rechenzentren mit Luftkühlung beträgt diese Relation 30 bis 100 Prozent. Der Green IT Cube hat bereits zahlreiche Auszeichnungen erhalten, unter anderem jüngst den Blauen Engel, das Umweltzeichen der Bundesregierung.

Nach der Besichtigung des Green IT Cube hatten die Gäste noch Gelegenheit, sich über den aktuellen Stand des FAIR-Bauprojekt zu informieren und die Fortschritte auf dem 20 Hektar großen Baufeld in Augenschein zu nehmen: von den fertiggestellten Abschnitten für den zentralen Ringbeschleuniger SIS100 über das derzeit entstehende Kreuzungsgebäude bis zum ersten der künftigen Groß-Experimentierplätze. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3658 Wed, 15 Jul 2020 07:16:00 +0200 Konzept für neue Technik zur Untersuchung superschwerer Elemente vorgestellt https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3658&cHash=851bebfa75a534bc40208c5b3139ce79 Superschwere Elemente sind faszinierende nukleare und atomare Quantensysteme, die die experimentelle Erprobung herausfordern, da sie in der Natur nicht vorkommen und, wenn sie künstlich hergestellt werden, innerhalb von Sekunden zerfallen. Um die Spitzenforschung in der Atomphysik auf diese Elemente auszuweiten, sind bahnbrechende Entwicklungen hin zu schnellen Atomspektroskopietechniken mit extremer Empfindlichkeit erforderlich. Diese Meldung basiert auf einer Pressemitteilung der Johannes Gutenberg-Universität Mainz.

Superschwere Elemente sind faszinierende nukleare und atomare Quantensysteme, die die experimentelle Erprobung herausfordern, da sie in der Natur nicht vorkommen und, wenn sie künstlich hergestellt werden, innerhalb von Sekunden zerfallen. Um die Spitzenforschung in der Atomphysik auf diese Elemente auszuweiten, sind bahnbrechende Entwicklungen hin zu schnellen Atomspektroskopietechniken mit extremer Empfindlichkeit erforderlich. Eine gemeinsame Anstrengung im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizont 2020 der Europäischen Union (EU) unter der Leitung von Dr. Mustapha Laatiaoui, Wissenschaftler an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und am Helmholtz-Institut Mainz (HIM), einer Außenstelle des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung, mündete in die Entwicklung einer neuen Methode der optischen Spektroskopie: Die als Laserresonanzchromatographie (LRC) bezeichnete Technik soll solche Untersuchungen auch bei kleinsten Produktionsmengen ermöglichen. Der Vorschlag wurde kürzlich in den Fachzeitschriften Physical Review Letters und Physical Review A veröffentlicht.

Superschwere Elemente – abgekürzt SHE für Superheavy Elements – sind ganz unten im Periodensystem der Elemente aufzufinden. Sie stellen einen fruchtbaren Boden dar, um ein Verständnis dafür zu entwickeln, wie solche exotischen Atome existieren und funktionieren können, wenn eine überwältigende Anzahl von Elektronen in den Atomhüllen und Protonen und Neutronen im Kern zusammenkommen. Einblicke in ihre elektronische Struktur können durch optische Spektroskopie-Experimente gewonnen werden, die elementspezifische Emissionsspektren enthüllen. Diese Spektren liefern wertvolle Informationen für moderne Atommodell-Berechnungen und wären etwa auch nützlich bei der Suche nach Spuren noch schwererer Elemente, die beispielsweise bei Neutronensternverschmelzungen entstehen können.

LRC-Technik kombiniert verschiedene Verfahren

Obwohl SHEs schon vor Jahrzehnten entdeckt wurden, hinkt ihre Untersuchung mit optischer Spektroskopie der Synthese dieser Elemente weit hinterher. Der Grund ist, dass sie nur in kleinsten Mengen hergestellt werden und daher nicht mit traditionellen Methoden zu erforschen sind. Bislang endet die optische Spektroskopie bei Nobelium, Element 102 im Periodensystem. "Die derzeitigen Techniken sind an der Grenze des Machbaren angelangt", erklärt Laatiaoui. "Ab dem nächst schwereren Element ändern sich die physikalisch-chemischen Eigenschaften schlagartig und erschweren die Bereitstellung von Proben in geeigneten atomaren Zuständen."

Der Physiker hat zusammen mit Forschungskollegen daher den neuartigen Ansatz der LRC-Technik entwickelt. Sie kombiniert die Elementselektivität und spektrale Präzision der Laserspektroskopie mit der Ionenmobilitätsmassenspektrometrie und vereint die Vorteile einer hohen Empfindlichkeit mit der "Einfachheit" der Laser-induzierten Fluoreszenzspektroskopie. Die Kernidee besteht darin, die Produkte resonanter optischer Anregungen nicht anhand von Fluoreszenzlicht wie üblich, sondern anhand ihrer charakteristischen Driftzeit zu einem Teilchendetektor zu detektieren.

In ihrer theoretischen Arbeit konzentrierten sich die Autoren auf einfach geladenes Lawrencium, Element 103, und auf sein leichteres chemisches Homolog. Aber das Konzept bietet einen beispiellosen Zugang zur Laserspektroskopie vieler anderer monoatomarer Ionen des Periodensystems, insbesondere der Übergangsmetalle einschließlich der hochtemperaturbeständigen Refraktärmetalle und der Elemente jenseits des Lawrenciums. Andere Ionenspezies wie das dreifach geladene Thorium sollen ebenfalls in Reichweite der LRC-Methode liegen. Darüber hinaus ermöglicht die Methode die Optimierung des Signal-Rausch-Verhältnisses und erleichtert damit die Ionenmobilitätsspektrometrie, die zustandsselektive Ionenchemie und andere Anwendungen.

Dr. Mustapha Laatiaoui kam im Februar 2018 an die JGU und das Helmholtz-Institut Mainz und erhielt für seine Forschungen zur Untersuchung der schwersten Elemente mittels Laserspektroskopie und Ionenmobilitätsspektrometrie Ende 2018 eine der höchstdotierten Fördermaßnahmen der EU, den ERC Consolidator Grant des Europäischen Forschungsrats. In die aktuellen Veröffentlichungen gingen auch Arbeiten ein, die der Physiker bei vorherigen Tätigkeiten bei GSI in Darmstadt und an der Katholischen Universität Löwen in Belgien durchgeführt hatte.

Die Arbeit erfolgte in Kooperation mit Alexei A. Buchachenko vom Skolkovo Institute of Science and Technology und Institute of Problems of Chemical Physics, beide in Moskau, Russland, und Larry A. Viehland von der Chatham University, Pittsburgh, USA. (CP)

Weitere Informationen
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Aktuelles
news-3654 Mon, 13 Jul 2020 09:47:00 +0200 Interaktiver Bildvergleich: FAIR-Baustelle https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3654&cHash=b90b25a3f1484be9d055570b49d88151 Ein interaktiver Bilder-Slider gibt neue Einblicke und zeigt den Fortschritt auf der FAIR-Baustelle. Er ermöglicht es, die Bilder vom Baubeginn und heute zu vergleichen. Durch die virtuelle Überlagerung der Bilder ist der Entstehungsprozess der großen Teilchenbeschleunigeranlage deutlich zu erkennen. Ein interaktiver Bilder-Slider gibt neue Einblicke und zeigt den Fortschritt auf der FAIR-Baustelle. Er ermöglicht es, die Bilder vom Baubeginn und heute zu vergleichen. Durch die virtuelle Überlagerung der Bilder ist der Entstehungsprozess der großen Teilchenbeschleunigeranlage deutlich zu erkennen.

Mehrere wichtige Realisierungsetappen sind im Bilder-Slider zu sehen: Der Tunnel für den SIS100-Beschleunigerring ist im Bau, und das Kreuzungsgebäude wächst aus dem Boden. Auch das erste Experimentier-Cave, das Gebäude für das Compressed Baryonic Matter-Experiment (CBM) nimmt Formen an. Die Betrachter können selbst die FAIR-Baustelle im Jahr 2018 und 2020 vergleichen:
Die Drohnenbilder sind bei den regelmäßigen Überflügen entstanden, bei denen die Drohnenvideos zur Dokumentation der Baustelle aufgenommen werden. Alle Drohnenvideos finden Sie hier.

FAIR, die Facility for Antiproton and Ion Research, ist eines der größten Forschungsvorhaben weltweit. Mit FAIR wird Materie im Labor erzeugt und erforscht werden, wie sie sonst nur im Universum vorkommt. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus aller Welt erwarten neue Einblicke in den Aufbau der Materie und die Entwicklung des Universums, vom Urknall bis heute.
(LW)

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Aktuelles FAIR
news-3656 Fri, 10 Jul 2020 12:54:00 +0200 Bundestagsabgeordneter Marcus Bühl besucht FAIR und GSI https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3656&cHash=f5dac229907b94391bce56c13efe412f Die Fortschritte des FAIR-Projekts und die aktuellen wissenschaftlichen Aktivitäten auf dem Campus waren zentrale Themen beim Besuch des Bundestagsabgeordneten Marcus Bühl. Der AfD-Politiker aus Ilmenau ist Mitglied im Haushaltsausschuss des Deutschen Bundestages und Stellvertretendes Mitglied im Ausschuss Digitale Agenda. Empfangen wurde er von Professor Paolo Giubellino, dem Wissenschaftlichen Geschäftsführer von GSI und FAIR, Dr. Ulrich Breuer, dem Administrativen Geschäftsführer, und Jörg Blaurock, de Die Fortschritte des FAIR-Projekts und die aktuellen wissenschaftlichen Aktivitäten auf dem Campus waren zentrale Themen beim Besuch des Bundestagsabgeordneten Marcus Bühl. Der AfD-Politiker aus Ilmenau ist Mitglied im Haushaltsausschuss des Deutschen Bundestages und Stellvertretendes Mitglied im Ausschuss Digitale Agenda. Empfangen wurde er von Professor Paolo Giubellino, dem Wissenschaftlichen Geschäftsführer von GSI und FAIR, Dr. Ulrich Breuer, dem Administrativen Geschäftsführer, und Jörg Blaurock, dem Technischen Geschäftsführer, sowie Ingo Peter, dem Leiter der Öffentlichkeitsarbeit.

Neben Informationen zum Wissenschaftsbetrieb und zum aktuellen Stand des FAIR-Projekts gehörte eine Rundfahrt über die FAIR-Baustelle zum Besuchsprogramm. Außerdem konnte Marcus Bühl bei einem Rundgang Einblicke in die bestehenden Beschleunigeranlagen und Experimentiereinrichtungen auf dem GSI- und FAIR-Campus erhalten. Er besichtigte die Testeinrichtung für supraleitende Beschleunigermagneten, in der vor allem Hightech-Komponenten für FAIR geprüft werden, den Experimentierspeicherring ESR, den Therapieplatz zur Tumorbehandlung mit Kohlenstoffionen sowie den Großdetektor HADES und das Höchstleistungsrechenzentrum Green IT Cube.

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Aktuelles FAIR
news-3652 Mon, 06 Jul 2020 12:03:00 +0200 Diversität und Inklusion – Zentren der Helmholtz-Gemeinschaft verabschieden gemeinsame Leitlinie https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3652&cHash=d282edca72c830b62bbd6bceda1c86c9 Die Zentren der Helmholtz-Gemeinschaft haben sich darauf geeinigt, ein gemeinsames Verständnis von Diversität, Inklusion und einer diversitätssensiblen Organisationskultur zu entwickeln und zu leben. Alle 19 Mitglieder der Helmholtz-Gemeinschaft, darunter das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, haben dazu vor Kurzem in ihrer Mitgliederversammlung eine entsprechende Leitlinie offiziell verabschiedet. Die Zentren der Helmholtz-Gemeinschaft haben sich darauf geeinigt, ein gemeinsames Verständnis von Diversität, Inklusion und einer diversitätssensiblen Organisationskultur zu entwickeln und zu leben. Alle 19 Mitglieder der Helmholtz-Gemeinschaft, darunter das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, haben dazu vor Kurzem in ihrer Mitgliederversammlung eine entsprechende Leitlinie offiziell verabschiedet.

In großen Forschungsinfrastrukturen wie GSI, das bereits seit der Gründung starke internationale Kooperationen pflegt, oder auch dem von mehreren Ländern getragenen FAIR-Projekt, ist Zusammenarbeit mit unterschiedlichen Menschen und Kulturen schon lange gelebte Vielfalt. So kann Wissen und Knowhow aus der gesamten Welt für Forschung und Hightech-Entwicklungen zusammengebracht werden, um beste Resultate zu erzielen. Die Basis dazu wird nun in der Helmholtz-Leitlinie verschriftlicht, um Rahmenbedingungen dafür zu schaffen, Vielfalt und Inklusion auch in den Prozessen, Strukturen und Gegebenheiten des Zentrums abzubilden.

Ausgangspunkt ist eine einfache Erkenntnis: Menschen sind vielfältig. Die derzeit 40.000 Mitarbeitenden der Helmholtz-Gemeinschaft und natürlich auch die rund 1450 Mitarbeitenden von GSI und FAIR unterscheiden sich in vielerlei Hinsicht voneinander: in ihrem persönlichen Lebensentwurf bzw. ihrer persönlichen Lebenssituation, ihrem Geschlecht, ihrer Weltanschauung, ihrer Biografie und Herkunft, ihren Fähigkeiten und Neigungen, ihrem äußeren Erscheinungsbild und vielen anderen Aspekten. Diese Summe der menschlichen Unterschiede, die wahlweise als „Diversität“ oder „Vielfalt“ bezeichnet wird, erkennen die Helmholtz-Mitglieder als unumstößliche Tatsache an.

Unter Inklusion wird die aktive Gestaltung der Organisationskultur verstanden, um alle Personen zu berücksichtigen und ihnen gleichermaßen Chancen auf Einflussnahme, Mitwirkung und individuelle Weiterentwicklung zu ermöglichen. Erfolgreiche Inklusion zeigt sich darin, dass die Menschen, die in und mit den Zentren arbeiten, eine Atmosphäre von Respekt und Fairness, Wertschätzung und Zugehörigkeit, Sicherheit und Offenheit erleben und überzeugt davon sind, hier ihre Talente voll entwickeln und persönlich wachsen zu können. (CP)

Weitere Informationen:
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Aktuelles
news-3646 Mon, 29 Jun 2020 08:17:00 +0200 Holthusen-Preis für Thomas Friedrich https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3646&cHash=7d6a21ebb8e0f3d95eaa32d1fd1ef3b9 Der GSI-Physiker Dr. Thomas Friedrich aus der Forschungsabteilung Biophysik ist Preisträger des Hermann-Holthusen-Preises 2020. Der Wissenschaftspreis wird von der Deutschen Gesellschaft für Radioonkologie e.V. (DEGRO) für herausragende Habilitationsschriften auf dem Gebiet der Strahlentherapie, Strahlenbiologie, medizinischen Strahlenphysik und -technik vergeben. Mit der Preisverleihung honoriert die Fachgesellschaft die hohe wissenschaftliche Qualität der Arbeit von Thomas Friedrich. Der GSI-Physiker Dr. Thomas Friedrich aus der Forschungsabteilung Biophysik ist Preisträger des Hermann-Holthusen-Preises 2020. Der Wissenschaftspreis wird von der Deutschen Gesellschaft für Radioonkologie e.V. (DEGRO) für herausragende Habilitationsschriften auf dem Gebiet der Strahlentherapie, Strahlenbiologie, medizinischen Strahlenphysik und -technik vergeben. Mit der Preisverleihung honoriert die Fachgesellschaft die hohe wissenschaftliche Qualität der Arbeit von Thomas Friedrich.

Thomas Friedrich forscht daran, wie man die Wirkung von Strahlung auf Zellen und Gewebe in Abhängigkeit ihrer physikalischen Eigenschaften wie Strahlenart, Dosis und Energie beschreiben kann. In seiner Habilitationsschrift geht es insbesondere um die Beschreibung und Vorhersage der erhöhten Wirkung von Ionenstrahlung. Dies ist vor allem in der Tumortherapie mit geladenen Teilchen ein wichtiger Faktor. Seine Beiträge in diesem Bereich befassen sich mit der Entwicklung eines entsprechenden mathematischen Formalismus, sowie allgemein mit Methoden und Strategien zum Bewerten und Testen solcher Modelle.

Dabei gelang es, ausgehend von dem bei GSI entwickelten "Local Effect Model", das seit langem in der Teilchentherapie eingesetzt wird, die Konsistenz der erarbeiteten Modellierungsansätze auch durch Anwendung auf andere Strahlenarten zu zeigen. Hierzu wurde nachgewiesen, dass mit einem einheitlichen Konzept eine Reihe von Strahleneffekten nach verschiedenen Bestrahlungsszenarien beschrieben und vorhergesagt werden kann. Dies umfasst eine große Bandbreite von Ionensorten und Teilchenenergien – von fast stoppenden Teilchen bis hin zu sehr schnellen Teilchen mit Energien, wie sie das künftige Beschleunigerzentrum FAIR, das derzeit bei GSI entsteht, mit bisher unerreichten Möglichkeiten bereitstellen wird.

Die erarbeiteten Methoden und Ergebnisse der ausgezeichneten Forschungsarbeit von Thomas Friedrich sind zudem ein Beitrag zur translationalen Forschung an der Schnittstelle zwischen experimenteller und klinischer Wissenschaft: Er spannt damit den Bogen von der Grundlagenforschung zur klinischen Anwendung von Forschungsergebnissen.

Thomas Friedrich studierte an der Technischen Universität Darmstadt und promovierte am dortigen Institut für Kernphysik. Im Jahr 2008 kam er als Postdoc zu GSI in die Abteilung Biophysik. Seitdem arbeitet er im Umfeld der biophysikalischen Modellierung zur Vorhersage von Strahlenwirkung. Seit 2015 ist er hier als Senior Scientist tätig. Für seine Forschung hat er schon zahlreiche Stipendien und Auszeichnungen erhalten, unter anderem den Nachwuchspreis der Deutschen Gesellschaft für Biologische Strahlenforschung. Neben seiner Forschungstätigkeit beim GSI Helmholtzzentrum lehrt Thomas Friedrich als Privatdozent am Fachbereich Physik der TU Darmstadt und bietet dort Physik-Grundvorlesungen sowie weiterführende Veranstaltungen im Bereich der Strahlenbiophysik an. Zudem betreut er Bachelor-, Master- und Doktorarbeiten.

Gemeinsam mit Thomas Friedrich wird der Mediziner Dr. Constantinos Zamboglou vom Universitätsklinikum Freiburg mit dem Holthusenpreis 2020 ausgezeichnet. Er beschäftigt sich mit präklinischen und klinischen Untersuchungen zur Implementierung spezieller bildgebender Verfahren in die Bestrahlungsplanung von Patienten mit Prostatakarzinom. (BP)

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Mehr zum Hermann-Holthusen-Preis

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Aktuelles
news-3648 Wed, 24 Jun 2020 07:45:00 +0200 Green IT Cube erhält Umweltzeichen – Blauer Engel für das Höchstleistungsrechenzentrum von FAIR und GSI https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3648&cHash=37500cb6ccd6ea1d2fa52ef1e5873a01 Das Höchstleistungsrechenzentrum von GSI und FAIR, der Green IT Cube, darf ab sofort den Blauen Engel als Kennzeichnung für besondere Umweltfreundlichkeit führen. Er ist damit aktuell das einzige Rechenzentrum, das sich mit dem Umweltzeichen der Bundesregierung schmücken kann Dank eines speziellen Kühlsystems ist er besonders energieeffizient und ressourcenschonend. Der Green IT Cube ist eines der leistungsfähigsten wissenschaftlichen Rechenzentren der Welt. Das Höchstleistungsrechenzentrum von GSI und FAIR, der Green IT Cube, darf ab sofort den Blauen Engel als Kennzeichnung für besondere Umweltfreundlichkeit führen. Er ist damit aktuell das einzige Rechenzentrum, das sich mit dem Umweltzeichen der Bundesregierung schmücken kann Dank eines speziellen Kühlsystems ist er besonders energieeffizient und ressourcenschonend. Der Green IT Cube ist eines der leistungsfähigsten wissenschaftlichen Rechenzentren der Welt. Er wird enorme Rechenkapazitäten für Experimente an den Beschleunigeranlagen von GSI und zukünftig von FAIR bereitstellen.

Der Green IT Cube wurde am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt errichtet und aus Mitteln des Bundes und des Landes Hessen über Helmholtz-Ausbauinvestitionen finanziert. Das Konzept ermöglicht die Realisierung und den besonders effizienten Betrieb von Rechenzentren für Großforschungseinrichtungen, wie die bei GSI entstehende internationale Beschleunigeranlage FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research).

„Der Green IT Cube ist ein besonders energieeffizientes Rechenzentrum, weil der Energieaufwand für die Kühlung der Computer im Vergleich zu herkömmlichen Rechenzentren sehr gering ist“, erläuterte Dr. Helmut Kreiser, Leiter der Rechenzentren auf dem GSI/FAIR-Campus. „Der Green IT Cube kühlt seine Rechner mit einem innovativen Luft-Wasser-Verfahren. Dadurch entspricht der Energieaufwand für die Kühlung weniger als sieben Prozent der für das Rechnen aufgewendeten elektrischen Leistung, anstatt 30 bis zu 100 Prozent, wie es in herkömmlichen Rechenzentren mit Luftkühlung der Fall ist.“

Das effektive Kühlverfahren ermöglicht es, die Rechner im Green IT Cube platzsparend unterzubringen. In einem 27 x 30 x 22 Kubikmeter großen würfelförmigen Gebäude können insgesamt 768 Rechnerschränke in sechs Stockwerken dicht an dicht angeordnet werden. Zurzeit sind zwei von sechs Stockwerken mit einer maximalen Kühlleistung von vier Megawatt ausgebaut. Im Endausbau wird der Green IT Cube eine Kühlleistung von zwölf Megawatt erreichen können. Durch die gleichzeitige Energie- und Platzersparnis ist er sehr kosteneffizient. Mit der Server-Abwärme des Green IT Cubes wird darüber hinaus auf dem GSI-Campus bereits heute ein modernes Büro- und Kantinengebäude beheizt.

Entwickelt wurde die Kühltechnik von Volker Lindenstruth, Professor der Goethe-Universität Frankfurt und zum damaligen Zeitpunkt Leiter der GSI-IT, sowie Horst Stöcker, ebenfalls Professor in Frankfurt und zum damaligen Zeitpunkt Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI, in Zusammenarbeit mit dem Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS). Das leistungsstarke Konzept konnte schon mehrfach Preise für Innovation und Umweltfreundlichkeit gewinnen.

„Wir sind sehr froh und natürlich stolz, eine so bekannte und renommierte Auszeichnung wie den Blauen Engel für unser Rechenzentrum zu erhalten“, sagte Professor Paolo Giubellino, der Wissenschaftliche Geschäftsführer von FAIR und GSI. „Die Technologie für die Kühlung ist nicht nur ein Beispiel für die Kompetenz und den Erfindungsgeist unserer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, sondern auch für das Potenzial eines Forschungszentrums wie dem unseren, zur Verbesserung auch bereits etablierter Technik im Hinblick auf Nachhaltigkeit und Effizienz beizutragen. Dieses Potenzial zu verfolgen und auszubauen, ist uns bei unserer Forschung an GSI und FAIR ein großes Anliegen.“

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nutzen den Green IT Cube, um Simulationen durchzuführen und Detektoren für FAIR zu entwickeln. Außerdem werten sie Messdaten von Experimenten an den Beschleunigeranlagen von GSI und in Zukunft von FAIR aus, mit denen sie grundlegende Erkenntnisse über den Aufbau der Materie und die Entwicklung des Universums gewinnen. Dafür wird der Green IT Cube langfristig bedarfsgerecht mit Rechnersystemen bestückt werden, die den Anforderungen der Wissenschaftler bezüglich Rechenleistung, Speicherkapazität und Zugriffsgeschwindigkeit gerecht werden.

Der Blaue Engel ist seit über 40 Jahren das Umweltzeichen der Bundesregierung und die Orientierung beim nachhaltigen Einkauf. Unabhängig und glaubwürdig setzt er anspruchsvolle Maßstäbe für umweltfreundliche Produkte und Dienstleistungen. Der Blaue Engel garantiert, dass mit ihm ausgezeichnete Produkte und Dienstleistungen hohe Ansprüche an Umwelt-, Gesundheits- und Gebrauchseigenschaften erfüllen. Dabei ist bei der Beurteilung stets der gesamte Lebensweg zu betrachten. Für jede Produktgruppe werden Kriterien erarbeitet, die mit dem Blauen Engel gekennzeichnete Produkte und Dienstleistungen erfüllen müssen. Um dabei die technische Entwicklung widerzuspiegeln, überprüft das Umweltbundesamt alle drei bis vier Jahre die Kriterien. Auf diese Weise werden Unternehmen gefordert, ihre Produkte immer umweltfreundlicher zu gestalten. Der Green IT Cube ist das erste Rechenzentrum, das sich auf Basis der 2019 geänderten Kriterien mit dem Umweltzeichen schmücken kann. (CP)

Weitere Informationen:
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Presse Aktuelles FAIR
news-3644 Mon, 08 Jun 2020 08:41:00 +0200 FAIR-Speicherring CRYRING einsatzbereit https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3644&cHash=a8bda0cb9e7a2f08a79806283899c434 Der erste FAIR-Speicherring, der sogenannte CRYRING, ist bereit, Experimente der wissenschaftlichen Forschungsgemeinde durchzuführen. CRYRING ist ein äußerst erfolgreicher Ionenspeicherring, der viele Jahre in Stockholm zentrale Forschungsbeiträge in der Atom- und Molekularphysik ermöglicht hat. Er wurde als schwedischer Sachbeitrag (sog. In-Kind) zu GSI und FAIR nach Darmstadt gebracht. Der erste FAIR-Speicherring, der sogenannte CRYRING, ist bereit, Experimente der wissenschaftlichen Forschungsgemeinde durchzuführen. CRYRING ist ein äußerst erfolgreicher Ionenspeicherring, der viele Jahre in Stockholm zentrale Forschungsbeiträge in der Atom- und Molekularphysik ermöglicht hat. Er wurde als schwedischer Sachbeitrag (sog. In-Kind) zu GSI und FAIR nach Darmstadt gebracht. Hier wurde er modernisiert, an FAIR-Standards angepasst und unter dem Projektnamen “CRYRING@ESR” an den bestehenden Experimentierspeicherring ESR auf dem GSI-Gelände angeschlossen. Zusammen mit der bereits bestehenden Ionenfalle HITRAP, dem ESR und dem zukünftigen Hochenergiespeicherring HESR wird CRYRING Teil des einzigartigen Portfolios von Fallen- und Speicheranlagen für schwere Ionen von FAIR sein.

CRYRING ist eine Anlage zum Speichern von hochgeladenen, schweren Ionen bei niedriger Strahlenergie. Mit seinem hohen Vakuum eignet sich der Speicherring besonders gut, die Ionen bei kleinen Energien zu speichern und zu kühlen. Mit niedrigenergetischen Ionen sind Experimente von höchster Präzision, aber auch in einem zuvor unerreichten Regime langsamer, adiabatischer Stöße möglich, welche uns einen neuen Einblick in atom-, astro- und kernphysikalische Prozesse erlauben.

Der Wiederaufbau des CRYRING wurde 2015 begonnen. Im Jahr 2017 konnte erstmals gespeicherter Strahl erzeugt werden, zunächst noch aus einer lokalen Quelle. In den vergangenen Jahren wurde an der Optimierung des Ringbetriebs, der Strahlkühlung und -diagnose, am neuen FAIR-Kontrollsystem und an der experimentellen Infrastruktur gearbeitet. Die Inbetriebnahme ist nun kurz vor dem Abschluss und so weit fortgeschritten, dass die Anlage bereit für die Aufnahme wissenschaftlicher Experimente ist.

Für dieses Frühjahr waren am CRYRING bereits diverse Experimente der wissenschaftlichen Nutzerinnen und Nutzer unter internationaler Beteiligung geplant. Aufgrund der Corona-Pandemie mussten sie jedoch vorläufig abgesagt und in kommende Betriebszeiten verschoben werden. Es wurde dennoch weiter an der vollständigen Inbetriebnahme der Anlage gearbeitet. Hierbei wurden hochgeladene, schwere Blei-Ionen (Beryllium-artiges Pb78+ und später auch Pb82+ mit vollständig entfernter Elektronenhülle) aus dem GSI-Linearbeschleuniger UNILAC via den Ringbeschleuniger SIS-18 und den Experimentierspeicherring ESR nicht nur zu CRYRING transportiert, sondern auch gespeichert, gekühlt und für Tests der experimentellen Infrastruktur genutzt. Die Lebensdauern und die Elektronenkühlung der gespeicherten Strahlen stimmten mit vorherigen Abschätzungen überein.

In den ersten Tests registrierten Röntgendetektoren am sogenannten Elektronenkühler das charakteristisches Röntgenspektrum der hochgeladenen schweren Ionen, welches für das fundamentale Verständnis der elektromagnetischen Wechselwirkung in extrem starken Feldern (Quantenelektrodynamik) von besonderem Interesse ist. Im CRYRING gespeicherte Ionen durchfliegen bei jedem Umlauf auf einer kurzen Strecke im Elektronenkühler eine mit gleicher Geschwindigkeit mitfliegende kalte, dichte Elektronenwolke, welche primär der Strahlkühlung dient. Ein sekundärer Nebeneffekt ist, dass auch ein kleiner Teil der Ionen ein Elektron aus der Wolke einfängt und die hierbei freiwerdende Energie als Röntgenstrahlung freisetzt. Diese Strahlung können sich die Forschenden für die Untersuchung der Quantenelektrodynamik zunutze machen.

Aufgrund der zwölfseitigen Geometrie des CRYRINGs lassen sich die Röntgenzähler in eine ideale Stellung exakt auf Achse vor und hinter den Ionenstrahl und dennoch recht nahe an den Wechselwirkungsbereich mit den Kühlelektronen bringen. Hierdurch werden Unsicherheiten im Beobachtungswinkel weitgehend eliminiert, die durch die Dopplerverschiebung hervorgerufen werden. Die niedrige Strahlenergie der gespeicherten Ionen trägt ihrerseits dazu bei, diese Verschiebung an sich zu reduzieren, so dass sich Röntgenspektren mit einer unerreichten Präzision und Reinheit erfassen lassen.

Für die Zukunft ist geplant, die aktuell aufgrund von COVID-19 nicht durchführbaren Experimente bald möglich nachzuholen. Des Weiteren soll die Inbetriebnahme vollständig abgeschlossen werden. Dazu wird noch die Extraktion ergänzt werden, um die abgebremsten, gekühlten Ionen aus dem Ring auszuleiten und material- und biophysikalische Experimente mit festen Targets zu ermöglichen. (CP)

Weitere Informationen:
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Aktuelles FAIR
news-3642 Tue, 02 Jun 2020 09:30:00 +0200 Neue Messung verschärft altes Problem https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3642&cHash=9e654e7e56812b443c0ecae8cc456ea4 Seit Jahrzehnten rätseln Astrophysiker über zwei markante Röntgen-Emissionslinien von hochgeladenem Eisen: Ihr gemessenes Helligkeitsverhältnis stimmt nicht mit dem berechneten überein. Das beeinträchtigt die Bestimmung der Temperatur und Dichte von Plasmen. Neue sorgfältige, hoch-präzise Messungen und Berechnungen mit modernsten Methoden schließen nun alle bisher vorgeschlagenen Erklärungen für diese Diskrepanz aus und verschärfen damit das Problem. Auch Forscher des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenf Diese Meldung basiert auf einer Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Kernphysik Heidelberg.

Seit Jahrzehnten rätseln Astrophysiker über zwei markante Röntgen-Emissionslinien von hochgeladenem Eisen: Ihr gemessenes Helligkeitsverhältnis stimmt nicht mit dem berechneten überein. Das beeinträchtigt die Bestimmung der Temperatur und Dichte von Plasmen. Neue sorgfältige, hoch-präzise Messungen und Berechnungen mit modernsten Methoden schließen nun alle bisher vorgeschlagenen Erklärungen für diese Diskrepanz aus und verschärfen damit das Problem. Auch Forscher des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung Darmstadt und des Helmholtz-Instituts Jena (HIJ), einer Außenstelle von GSI, sind an den Untersuchungen beteiligt. Die Ergebnisse wurden nun im renommierten Fachmagazin „Physical Review Letters“ veröffentlicht.

Heiße astrophysikalische Plasmen erfüllen den intergalaktischen Raum und leuchten hell in Sternatmosphären, aktiven Galaxienkernen und Supernova-Überresten. Sie enthalten geladene Atome (Ionen), die Röntgenstrahlen emittieren; diese ist mit Satelliteninstrumenten beobachtbar. Astrophysiker verwenden ihre Spektrallinien, um daraus beispielsweise Plasmatemperaturen oder Elementhäufigkeiten abzuleiten. Zwei der hellsten Röntgenlinien stammen von Eisenatomen, die 16 ihrer 26 Elektronen verloren haben, Fe16+-Ionen – in der Astrophysik auch als Fe XVII bezeichnet. Eisen ist im Universum recht häufig; es sorgt dafür, dass Sterne wie unsere Sonne ihren Wasserstoffvorrat nur langsam, in Milliarden von Jahren, verbrennen, indem es den Strahlungstransport von Energie aus dem glühenden Fusionskern zu der vergleichsweise nur mäßig heißen Sternoberfläche weitgehend unterdrückt.

Seit mehr als vierzig Jahren schlagen sich Röntgenastronomen mit einem ernsthaften Problem bei den beiden wichtigen Fe16+-Linien herum: Das gemessene Verhältnis ihrer Intensitäten weicht deutlich von theoretischen Vorhersagen ab. Das gilt auch für Labormessungen, aber bisher waren die experimentellen und theoretischen Unsicherheiten zu groß, um die Angelegenheit zu klären.

Ein internationales Team aus 32 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern unter Führung des Max-Planck-Instituts für Kernphysik (MPIK) und des NASA Goddard Space Flight Center hat jetzt die Ergebnisse seiner erneuten massiven Anstrengungen diese Diskrepanz zu beseitigen veröffentlicht. Dazu haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowohl die bisher höchst-aufgelösten Messungen als auch mehrere quantentheoretische Rechnungen mit neuester Methodik durchgeführt.

Steffen Kühn, Doktorand am MPIK und verantwortlich für die Apparatur, beschreibt den Aufwand: „Um hochgeladene Eisenionen resonant anzuregen, stellen wir sie kontinuierlich in unserer kompakten mobilen Elektronenstrahl-Ionenfalle (EBIT) her und bestrahlen sie mit Röntgenlicht des Synchrotrons PETRA III am DESY. Die Resonanz mit den Linien finden wir, indem wir die Energie des Synchrotrons über den Bereich durchstimmen, in dem sie erscheinen sollten, und die Helligkeit des Fluoreszenzlichts messen. Am DESY arbeitende Kollegen von 19 Institutionen haben über ein Jahr lang geholfen, die enorme Datenmenge zu bewältigen, akribisch auszuwerten und die Ergebnisse zu überprüfen.“

Damit alles widerspruchsfrei ist, haben die Forscher drei verschiedene Messmethoden angewandt, um das Intensitätsverhältnis der beiden Fe16+-Linien, genannt 3C und 3D, zu bestimmen. Zuerst ergaben Scans über den gesamten Bereich Linienpositionen, -breiten und -intensitäten. Zweitens haben die Experimentatoren die Energie der Röntgenphotonen auf maximale Helligkeit des Fluoreszenzlichts eingestellt, und dabei den Röntgenstrahl zyklisch ab- und wieder angeschaltet, um den starken Untergrund loszuwerden. Drittens haben sie die Linien erneut gescannt, dabei aber gleichzeitig den An-Aus-Trick angewandt, um instrumentelle Effekte zu unterdrücken. „Auf diese Weise gelang es uns, den derzeit genauesten Wert des Helligkeitsverhältnisses zu bestimmen, und zwar bei einer zehnmal so hohen spektralen Auflösung wie in früheren Arbeiten“, konstatiert Chintan Shah, Postdoc-Stipendiat bei der NASA. „Und die Eigenschaften des Strahls von PETRA III haben mögliche nichtlineare, vom Fluss der Synchrotronstrahlung abhängige Effekte vermieden, die frühere Messungen gestört haben könnten“, ergänzt Sven Bernitt, Forscher am Helmholtz-Institut Jena und einer der Projektleiter, der in der Gruppe des HIJ-Direktors und stellvertretenden Forschungsdirektors von GSI und FAIR, Thomas Stöhlker, arbeitet. Bemerkenswerterweise bestätigt das erhaltene Intensitätsverhältnis frühere astrophysikalische und Labormessungen bei deutlich verringerter Unsicherheit.

Theorieteams um Natalia Oreshkina am MPIK, aus Australien, den USA und Russland haben drei unabhängige, sehr umfangreiche, relativistische quantentheoretische Methoden eingesetzt und damit Cluster aus Hunderten von Prozessoren wochenlang heiß laufen lassen. Dieser Computer-Marathon ergab übereinstimmende Ergebnisse mit hoher numerischer Präzision. Während allerdings die berechnete Energiedifferenz zwischen den Linien mit dem gemessenen Wert übereinstimmt, weicht das Intensitätsverhältnis klar vom experimentellen Ergebnis ab. „Es sind keine weiteren quantenmechanischen Effekte oder numerische Unsicherheiten bekannt, die wir in unseren Ansätzen berücksichtigen könnten,“ betont Marianna Safronova, Professorin an der University of Delaware.

Die Ursache der Diskrepanz zwischen den experimentellen und theoretischen Intensitätsverhältnissen der 3C- und 3D-Linien von Fe16+ bleibt also weiterhin rätselhaft, da auch alle möglicherweise die Messungen störenden Effekte weitestgehend unterdrückt und die restlichen Unsicherheiten verstanden sind. Folglich sind aus Intensitäten von Röntgenlinien abgeleitete astrophysikalische Parameter zu einem gewissen Grad unsicher. Auch wenn es unbefriedigend ist, „kann man das neue, genaue Messresultat unmittelbar zur Korrektur astrophysikalischer Modelle verwenden“, empfiehlt Maurice Leutenegger, ebenfalls NASA-Forscher. „Kommende Weltraummissionen, beispielweise das Athena Röntgenteleskop der ESA, mit verbesserter Röntgeninstrumentierung werden bald einen unglaublichen Strom hochaufgelöster Daten zur Erde senden, und wir müssen uns darauf vorbereiten ihn zu verstehen, um aus diesen Milliarden-Dollar-Investitionen den größtmöglichen Ertrag zu ziehen.“ (MPI/BP)

Weitere Informationen:

Wissenschaftliche Veröffentlichung im Fachmagazin Physical Review Letters (Englisch)

Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Kernphysik, Heidelberg

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Aktuelles
news-3640 Tue, 19 May 2020 13:54:32 +0200 CBM-Kollaboration zeichnet zwei Doktoranden mit PhD-Preis aus https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3640&cHash=9641d192f59f3dc854fc7e75d79682a4 Für ihre Promotionsarbeiten bei GSI und FAIR haben Dr. Hanna Malygina und Dr. Ievgenii Kres den Dissertationspreis der CBM-Kollaboration für herausragende Abschlussarbeiten in den Jahren 2018 und 2019 erhalten. Verliehen wurden die Preise auf dem 35. CBM-Kollaborationstreffen vom 23. – 27. März, welches in diesem Jahr wegen der Coronavirus-Pandemie als Videokonferenz stattfand.

Den Preis für die beste Dissertation des Jahres 2018 hat Hanna Malygina von der Universität Frankfurt erhalten. In ihrer Abschlussarbeit mit dem Titel „Hit reconstruction for the Silicon Tracking System of the CBM experiment“ hat sie Algorithmen für das Silicon Tracking System (STS) entwickelt, mit dem die Spuren der Teilchen mit hoher Effizienz und guter Impulsauflösung gemessen werden können. Dazu wurde ein Modell der Detektorantwort entworfen und in das CBM-Software-Framework implementiert.

Ievgenii Kres von der Universität Wuppertal wurde der Dissertationspreis 2019 für seine Arbeit mit dem Titel "Optimization of the CBM-RICH detector geometry and its use for the reconstruction of neutral mesons using conversion method" verliehen. Er entwickelte eine optimierte Geometrie für den RICH-Detektor und konnte zeigen, dass die neue Geometrie zu einer verbesserten Leistung bei der Identifikation von Dileptonen führt.

Der PhD-Preis wird seit 2015 von der CBM-Kollaboration für die beste Dissertation eines Jahres verliehen, die im Rahmen des CBM-Experiments erstellt wurde. Ein international besetztes Komitee, bestehend aus Wissenschaftlern der Kollaboration, wählt die Preisträger aus. Die Auszeichnung soll den Beitrag von Doktorandinnen und Doktoranden zu dem CBM-Projekt besonders würdigen und ist mit einem Preisgeld von 500€ dotiert.

Das CBM-Experiment ist eines der Schlüsselexperimente an der zukünftigen Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR). Im Mittelpunkt steht die Untersuchung von hochkomprimierter Kernmaterie, wie sie zum Beispiel in Neutronensternen und im Kern von Supernova-Explosionen existiert. In der Kollaboration arbeiten mehr als 400 Forschende aus 66 Instituten und 13 Ländern zusammen. (JL)

 

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Aktuelles
news-3638 Mon, 18 May 2020 11:00:00 +0200 Millionenabkommen für die Forschung zwischen GSI und JINR unterzeichnet https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3638&cHash=edc5ae79b693c26997c28a018f9e9e02 Die Forschungszusammenarbeit vertiefen, Spitzenforschung und Nachwuchsförderung stärken – das sind einige der wesentlichen Intentionen der "Deutsch-Russischen Roadmap für die Zusammenarbeit in Bildung, Wissenschaft, Forschung und Innovation", die Deutschland und Russland im Dezember 2018 vereinbart haben. Ein wichtiger Schritt in diesem Rahmen war die Unterzeichnung eines Abkommens zwischen dem GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und dem Joint Institute for Nuclear Research (JINR). Die Forschungszusammenarbeit vertiefen, Spitzenforschung und Nachwuchsförderung stärken – das sind einige der wesentlichen Intentionen der "Deutsch-Russischen Roadmap für die Zusammenarbeit in Bildung, Wissenschaft, Forschung und Innovation", die Deutschland und Russland im Dezember 2018 vereinbart haben. Ein wichtiger Schritt in diesem Rahmen war die Unterzeichnung eines Abkommens zwischen dem GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und dem Joint Institute for Nuclear Research (JINR).

Zu den Zielen der Deutsch-Russischen Roadmap gehört die Ausweitung der Zusammenarbeit an großen Forschungsinfrastrukturen in Russland. Eines der dafür identifizierten Projekte ist die Instrumentierung und wissenschaftliche Nutzung der zukünftigen Beschleunigeranlage NICA (Nuclotron-based Ion Collider fAcility), die derzeit in Dubna beim JINR entsteht. Die deutschen Beiträge zu dieser Kooperation werden vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanziert und durch GSI ausgestaltet. Dazu wurde ein Kooperationsabkommen zwischen JINR und GSI ausgearbeitet, das einen Gesamtumfang von rund 20 Millionen Euro hat. Es wurde Anfang Februar in Moskau während der “Helmholtz-Wintergespräche 2020”, einer traditionellen Veranstaltung für den Meinungsaustausch zwischen Entscheidungsträgern aus Politik, Wissenschaft und Gesellschaft in Russland und Deutschland, unterzeichnet.

Das Abkommen über die technische Kooperation zwischen GSI und JINR besteht aus mehreren Teilprojekten: Koordination und technischer Follow-up, stochastische Kühlung für den NICA-Collider, Silizium-Tracking-System für das NICA-Experiment BM@N sowie Ausleseelektronik und Datenerfassung für dieses Experiment, Forschung und Entwicklung für den supraleitenden Hochintensitäts-Ioneninjektor Linacs@JINR und schließlich noch Strahldiagnose und LLRF-Elektronik für Linearbeschleuniger. Als nächster Schritt werden derzeit die Details dieser sechs Unterprojekte ausgearbeitet.

Professor Paolo Giubellino, der das Abkommen gemeinsam mit Professor Vladimir Kekelidze, Vize-Direktor des JINR für das Wissenschaftsprojekt NICA, unterzeichnet hat, sagte: „Ich bin sehr erfreut über die neue Kooperation, die auf einer bereits bestehenden, sehr guten Basis zwischen beiden Instituten aufbauen kann.“ Die Zusammenarbeit zwischen GSI und JINR blickt auf eine lange Tradition zurück und umfasst sowohl die Forschung an den existierenden Beschleuniger- und Experimentieranlagen beider Partner als auch Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten für künftige Forschungsinfrastrukturen wie den beiden Beschleunigerzentren FAIR und NICA, die derzeit in Darmstadt bei GSI und in Dubna am JINR entstehen. „Die Vereinbarung bietet hervorragende Möglichkeiten, unsere Zusammenarbeit in Zukunft noch weiter zu stärken und vielversprechende neue Perspektiven in den Bereichen Forschung und technologische Innovationen zu eröffnen.“ (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3636 Mon, 11 May 2020 10:50:00 +0200 Horst-Klein-Preis für Bernhard Franzke https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3636&cHash=9a2f5a3c67ecd5094ce565e3f7918846 Dr. Bernhard Franzke erhält den Horst-Klein-Preis für seine herausragenden wissenschaftlichen Leistungen auf dem Gebiet der Physik der Beschleuniger. Bernhard Franzke war lange Jahre in leitender Position Beschleuniger-Physiker bei GSI und maßgeblich an Bau und Entwicklung des UNILAC, des ESR und vieler Experimente beteiligt. In den Jahren 2000 bis 2005 hat er maßgeblich das Konzept der Speicherringe bei FAIR entwickelt. Dr. Bernhard Franzke erhält den Horst-Klein-Preis für seine herausragenden wissenschaftlichen Leistungen auf dem Gebiet der Physik der Beschleuniger. Bernhard Franzke war lange Jahre in leitender Position Beschleuniger-Physiker bei GSI und maßgeblich an Bau und Entwicklung des UNILAC, des ESR und vieler Experimente beteiligt. In den Jahren 2000 bis 2005 hat er maßgeblich das Konzept der Speicherringe bei FAIR entwickelt.

Als einer der ersten Mitarbeiter begann Dr. Bernhard Franzke bereits 1969 seine Karriere bei GSI. Zuvor hatte er an der Universität Heidelberg Physik studiert und seinen Doktortitel erworben. Bei der Entwicklung und dem Bau des Linearbeschleunigers UNILAC leistete er entscheidende Beiträge zur Optimierung. Außerdem entwickelte er eine Ultrahochvakuum-Technologie, die für die kommenden Beschleunigerprojekte bei GSI unabdingbar war.
Bei der ersten Erweiterung von GSI war Bernhard Franzke am konzeptionellen Design des Ringbeschleunigers SIS18, des Experimentierspeicherrings ESR und des Fragmentseparators FRS beteiligt. Als Projektleiter begleitete er hauptverantwortlich die Entwicklung und den Bau des ESR, einer innovativen Anlage, die wesentlich zur Einzigartigkeit von GSI und in Zukunft auch von FAIR beiträgt. Seine Ultrahochvakuum-Technologie ermöglicht es, schwere Ionen im ESR bei hohen Intensitäten auf niedrige Energien abzubremsen – eine einzigartige Eigenschaft des ESR, die für viele Experimente wichtig und auch für den zukünftigen Betrieb in Kombination mit CRYRING unabdingbar ist. Bernhard Franzkes jahrelanges Engagement als Gruppenleiter des ESR und Leiter des Beschleunigerbereichs sowie seine Entwicklungen in Beschleunigerphysik und -technologie trugen entscheiden zum Erfolg des ESR bei. Auch am ersten Entwurf der FAIR-Anlage war Bernhard Franzke beteiligt. Er leitete das konzeptionelle Design der Speicherringe für FAIR. 2005 ging er in Rente, ist aber immer noch beratend aktiv.

Der Horst-Klein-Preis, benannt nach dem Physiker Prof. Dr. Horst Klein (1931-2012), wird jährlich durch den Physikalischen Verein Frankfurt, den Fachbereich Physik der Goethe-Universität Frankfurt und den Arbeitskreis Beschleunigerphysik (AKBP) der Deutschen Physikalischen Gesellschaft verliehen. Der Horst Klein-Forschungspreis richtet sich an international ausgewiesene in- und ausländische Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die sich durch herausragende Leistungen von großer Tragweite und hoher Originalität profiliert haben. Der Preis ist mit 5.000 Euro dotiert. Er wird von der Goethe-Universität Frankfurt, der Fückstiftung, den Professoren Schempp und Schmidt-Böcking sowie der Firma Pfeiffer Vacuum ausgelobt. Die offizielle Preisverleihung, die während der diesjährigen Frühjahrstagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft stattfinden sollte, ist aufgrund der Corona-Pandemie verschoben. (LW)

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Aktuelles
news-3634 Tue, 05 May 2020 08:32:00 +0200 Volles Tempo für die Produktion von Beschleunigungssystemen für FAIR-Ringbeschleuniger SIS100 https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3634&cHash=e4c753f1c2ccbdfec34abe7917308c5b Im Februar hat eine Delegation von GSI/FAIR die Firma RI Research Instruments GmbH in Bergisch Gladbach besucht, um die Produktion der Beschleunigungssysteme für den FAIR-Ringbeschleuniger SIS100, auch Beschleunigerkavitäten genannt, zu verfolgen. Die Firma ist mit der Produktion von 14 solchen ferritbestückten Kavitäten für den internationalen Teilchenbeschleuniger FAIR beauftragt, sechs der Systeme sind zusammengebaut, drei bereits abgenommen. Im Februar hat eine Delegation von GSI/FAIR die Firma RI Research Instruments GmbH in Bergisch Gladbach besucht, um die Produktion der Beschleunigungssysteme für den FAIR-Ringbeschleuniger SIS100, auch Beschleunigerkavitäten genannt, zu verfolgen. Die Firma ist mit der Produktion von 14 solchen ferritbestückten Kavitäten für den internationalen Teilchenbeschleuniger FAIR beauftragt, sechs der Systeme sind zusammengebaut, drei bereits abgenommen. Die 14 Kavitäten werden im FAIR-Ringbeschleuniger SIS100 mit einem Umfang von 1100 Metern installiert, der unterirdisch in einer Tiefe von 17 Metern errichtet wird. Mit FAIR wird Materie im Labor erzeugt und erforscht werden, wie sie sonst nur im Universum vorkommt. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus aller Welt erwarten neue Einblicke in den Aufbau der Materie und die Entwicklung des Universums, vom Urknall bis heute.

Der FAIR-Ringbeschleuniger wird von den bestehenden GSI-Beschleunigeranlagen gespeist, die als Injektoren dienen. Da mit der Anlage Ionen – geladenen Atomkerne – aller Elemente von Wasserstoff bis Uran beschleunigt werden, müssen die Kavitäten bei der Erzeugung der Beschleunigungsfrequenzen besonders variabel sein. Sie erzeugen ein Hochfrequenzfeld, das die Ionen auf bis zu 99 % der Lichtgeschwindigkeit beschleunigen kann. Durch die Manipulation der Frequenz können die Ionen im Ring beispielsweise in unterschiedlich viele Pakete zusammengepackt werden– passend für das Experiment, das nach dem Beschleunigen mit ihnen durchgeführt werden soll.

Der Auftrag zur Produktion der 14 Kavitäten wird von RI zusammen mit der Firma Ampegon Power Electronics AG als Subunternehmer umgesetzt und mündete jetzt in einen erfolgreichen Technologietransfer der ferritbestückten Kavität. Für einen ersten Industriekunden in den USA wird RI zwei solcher Kavitäten für eine Beschleuniger zur Krebstherapie mit Ionenstrahlen bauen.

RI ist von der Konstruktion und dem Konzept des hochmodernen Beschleunigungssystems überzeugt und dankbar für das Vertrauen, das GSI und FAIR RI entgegengebracht haben, so dass das Unternehmen dieses Konzept auch anderen Industriekunden anbieten kann. (CP)

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Aktuelles FAIR
news-3632 Tue, 28 Apr 2020 10:00:00 +0200 FAIR-Projekt: Auftragsvergabe für Rohbauten auf dem Baufeld Süd https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3632&cHash=17be064698402d2d9a53ad96cab07ca7 Im Mega-Bauprojekt FAIR beginnt eine weitere wichtige Etappe. Während die Rohbauarbeiten im Baufeld Nord voranschreiten, ist nun ein erstes großes Leistungspaket für das Baufeld Süd vergeben worden. Damit erfolgen die nächsten entscheidenden Realisierungsschritte für das künftige Beschleunigerzentrum FAIR, das derzeit beim GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt entsteht. Im Mega-Bauprojekt FAIR beginnt eine weitere wichtige Etappe. Während die Rohbauarbeiten im Baufeld Nord voranschreiten, ist nun ein erstes großes Leistungspaket für das Baufeld Süd vergeben worden. Damit erfolgen die nächsten entscheidenden Realisierungsschritte für das künftige Beschleunigerzentrum FAIR, das derzeit beim GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt entsteht.

Die Vergabe dieses großen Auftrags im dreistelligen Millionen-Euro-Bereich geht an die Arbeitsgemeinschaft der Firmen Züblin und Strabag in Deutschland. Die Bauleistungen umfassen die Rohbauten für sechs Gebäude und eine einzigartige Experimentiereinrichtung – den Supraleitenden Fragmentseparator (Super-FRS).

Nach den bereits im Nordbereich laufenden Bauarbeiten für das künftige Groß-Experiment CBM, eine der vier zentralen Säulen des FAIR-Forschungsprogramms, wird nun mit dem Bau eines weiteren entscheidenden Forschungsbereichs mit herausragendem Entdeckungspotenzial für die Wissenschaft begonnen. Im Super-FRS wird es um Forschungsfragen zu Kernstruktur und Wechselwirkungen extrem seltener, exotischer Teilchen gehen. Mit höchsten Intensitäten werden diese neuen Isotope erzeugt, am Super-FRS separiert und für weltweit einmalige Experimente zur Verfügung gestellt, um kosmische Materie im Labor zu untersuchen.

Zur Realisierung dieser wegweisenden Infrastruktur für die Forschung beinhaltet das Vergabepaket außerdem die Rohbauten für weitere Experimentier- und Versorgungsgebäude sowie Transferstrecken für die Ionenstrahlen. Der Technische Geschäftsführer von GSI und FAIR, Jörg Blaurock, betonte: „Mit der aktuellen Auftragserteilung setzen wir einen weiteren Baustein unserer für das Mega-Projekt FAIR maßgeschneiderten Vergabestrategie entsprechend unserer Planung um. Nun rücken der zweite große Baubereich im Süden des FAIR-Areals sowie weitere Teile der Hightech-Ausstattung in den Fokus auf unserem Weg zur Realisierung von FAIR. Wir werden auch hier mit unserer bereits etablierten integrierten Gesamtplanung in enger Zusammenarbeit mit unseren Partnern in Planung und Ausführung fortfahren.“

Parallel und eng abgestimmt mit dem Fortschritt auf dem Baufeld läuft die Entwicklung und Fertigung der entsprechenden Hightech-Komponenten, die insbesondere für den Super-FRS benötigt werden. Dazu gehören beispielsweise spezielle leistungsstarke Stromrichter sowie supraleitende Magneteinheiten, die später im Super-FRS der Strahlkorrektur dienen, um einen hochpräzisen Teilchenstrahl zu erreichen.

Das FAIR-Projekt ist eines der weltweit größten Bauvorhaben für die internationale Spitzenforschung. Insgesamt wird die hochkomplexe FAIR-Beschleunigeranlage auf einer Fläche von rund 150.000 Quadratmeter 20 Bauwerke umfassen. Für das Bauprojekt werden rund zwei Millionen Kubikmeter Erde bewegt und 600.000 Kubikmeter Beton sowie 65.000 Tonnen Bewehrungsstahl ver­baut. Wissen­schaftlerinnen und Wissenschaftler aus aller Welt werden FAIR nutzen, um in herausragenden Experimenten neue Erkenntnisse über den Aufbau der Materie und die Entwicklung des Universums zu gewinnen. (BP)

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Presse Aktuelles FAIR
news-3630 Thu, 16 Apr 2020 09:30:00 +0200 GSI/FAIR-Forschung unterstützt den Kampf gegen Corona https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3630&cHash=abe9f7ae3e9c5b3ce0bb0a39bb26162b GSI/FAIR setzt sein Forschungspotenzial und seine einzigartige Infrastruktur ein, um zur Bewältigung der aktuellen Corona-Pandemie beizutragen. In mehreren Bereichen von GSI/FAIR arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler daran, neue Erkenntnisse und Technologien zu liefern, die bei der Bekämpfung des Coronavirus SARS-CoV-2 helfen können. Dazu werden auch die Beschleuniger und Labors auf dem Darmstädter Campus genutzt. Die Anlagen sind in Betrieb, wobei die Sicherheitsvorschriften strikt eingehalten GSI/FAIR setzt sein Forschungspotenzial und seine einzigartige Infrastruktur ein, um zur Bewältigung der aktuellen Corona-Pandemie beizutragen. In mehreren Bereichen von GSI/FAIR arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler daran, neue Erkenntnisse und Technologien zu liefern, die bei der Bekämpfung des Coronavirus SARS-CoV-2 helfen können. Dazu werden auch die Beschleuniger und Labors auf dem Darmstädter Campus genutzt. Die Anlagen sind in Betrieb, wobei die Sicherheitsvorschriften strikt eingehalten werden.

Vier Projekte werden aktuell ausgearbeitet, um die Möglichkeiten der GSI/FAIR-Forschung in der Corona-Krise auszuschöpfen und das grundlegende Wissen über das Virus zu erweitern. Die Forscherinnen und Forscher arbeiten dabei ebenso an Beiträgen zur Entwicklung von Impfstoffen wie zu therapeutischen Bestrahlungsmöglichkeiten von durch SARS-CoV-2 ausgelösten Lungenentzündungen. Andere Projekte zielen auf die Entwicklung einer schnelleren und optimierten Viruserkennung und auf die Möglichkeit, verbesserte Virusfiltermasken herzustellen.

Dabei kooperiert GSI/FAIR wie gewohnt mit anderen Forschungszentren: Eine der Maßnahmen betrifft eine Zusammenarbeit mit dem Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig, eine andere findet in Kooperation mit den Universitätskliniken in Frankfurt und Erlangen statt. Zwei weitere Projekte werden in Zusammenarbeit mit Universitäten in den USA und Argentinien sowie dem Universitätsklinikum Gießen-Marburg und der Firma TransMIT GmbH in Gießen entwickelt.

Übersicht über die vier Projekte:

Ionen-Bestrahlung für die Impfstoffentwicklung

Um Impfstoffe mit inaktivierten Viren zu entwickeln, benötigen Forscherinnen und Forscher Methoden, die zwar das Virus inaktivieren, seine Struktur – insbesondere die für die Immunantwort entscheidende Virushülle –  aber möglichst wenig beschädigen. In den vergangenen Jahren wurde die Inaktivierung von Viren für die Impfstoffentwicklung mit konventioneller Gamma-Strahlung durchgeführt. Der Einsatz hoher Gammastrahlendosen führt jedoch unweigerlich zu einer Schädigung der Struktur- und Membran-assoziierten Proteine des Virus, die nach der Impfung vom Immunsystem erkannt werden sollten, um einen effizienten Schutz zu bieten. Das neue Projekt sieht deshalb vor, Influenza- und SARS-CoV-2-Viren mit hochenergetischen Schwerionen zu bestrahlen. Energetische Ionen sind in der Lage, das Virus zu inaktivieren, indem sie mit nur wenigen Durchgängen in der Hülle Brüche in der viralen RNA induzieren und zugleich die Membranschäden minimieren. Die daraus resultierenden Viren werden anschließend am HZI auf ihre Fähigkeit hin untersucht, die Bildung von virusbindenden und neutralisierenden Antikörpern nach der Impfung zu fördern.

Therapeutische Wirkung von Niedrigdosisbestrahlungen bei durch SARS-CoV-2 induzierten Lungenentzündungen

In einer präklinischen Studie wollen die GSI-Forscherinnen und -Forscher prüfen, ob eine durch SARS-CoV-2 ausgelöste Lungenentzündung mit einer niedrig dosierten Bestrahlung behandelt werden kann. Partner hierbei sind die Universitätskliniken in Frankfurt und Erlangen. Dazu sollen die entzündungshemmenden Effekte in der Lunge unter zwei Alternativbedingungen verglichen werden: Zum einen beim Einsatz einer typischen Niedrigdosis-Röntgenbestrahlung, wie sie bereits in der Vergangenheit zur Behandlung von Lungenentzündungen verabreicht wurde, zum anderen beim Einsatz einer erhöhten Radonaktivität im Vergleich zur natürlichen Aktivität. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler wollen Erkenntnisse darüber gewinnen, in welchem Stadium der Krankheit dies ein geeigneter Weg sein könnte. Außerdem gilt es, eine Balance zu finden zwischen gewünschter entzündungshemmender Wirkung in der Lunge und ungewünschter immunsuppressiver, systemischer Wirkung der Strahlung. Hier könnte die Chance für eine Radonexposition als moderater Immunmodulator liegen.

Verbesserte und schnelle Viruserkennung mit Einzelnanoporen-Membranen

GSI arbeitet mit internationalen Partnern an der Entwicklung von hochempfindlichen Sensoren auf Nanoporen-Basis. Diese haben das Potenzial, Viren wie SARS-CoV-2 gezielt und schnell nachzuweisen. Dazu bieten Membranen mit einzelnen Nanoporen hervorragende Nachweisbedingungen. An den GSI-und FAIR-Beschleunigeranlagen können Polymerfolien mit einzelnen Ionen bestrahlt werden. Durch chemisches Ätzen der Ionenspur entsteht ein Nanokanal, dessen Geometrie und Durchmesser sehr genau eingestellt werden können. In Kooperation mit externen Gruppen wird die Oberfläche der Nanoporen gezielt funktionalisiert, um den Transport spezifischer Partikel, Moleküle oder auch Viren durch die Nanopore nachzuweisen. Sensoren auf Nanoporen-Basis haben das Potenzial für eine hohe Empfindlichkeit und schnelle Nachweisreaktion. Gemeinsam mit den Kollaborationspartnern werden derzeit Möglichkeiten zur Unterstützung von Forschungsprojekten zum Nachweis von Viren wie SARS-CoV-2 oder spezifischen Filtrationsprozessen unter Verwendung der spurgeätzten GSI-Membranen untersucht.

Ionenspur-Membranen mit maßgeschneiderten Nanoporen für Virusfiltermasken

In diesem Projekt ist geplant, Nanoporen aus geätzten Ionenspuren zu nutzen, um spezielle Filter zu entwickeln und damit Virus-Atemschutzmasken zu verbessern. Bei GSI werden entsprechende Polymerfolien mit monodispersen und orientierten Nanoporen durch Ionenbestrahlung und anschließendes chemisches Spurätzen hergestellt. Der Porendurchmesser kann dabei genau zugeschnitten werden. Mit einem einstellbaren Durchmesser von bis zu 20 Nanometern sind solche Nanoporen deutlich kleiner als die Größe des Coronavirus SARS-CoV-2. Der Bestrahlungsprozess an der GSI-Beschleunigeranlage erlaubt es zudem, die Anzahl der Nanoporen genau einzustellen (bis zirka 10 Milliarden pro cm2). Gemeinsam mit den Kollaborationspartnern diskutieren die GSI-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler derzeit Möglichkeiten, um die Eignung und die optimalen Parameter von spurgeätzten Membranen als Filter für Atemschutzmasken zu untersuchen. Auf diese Weise optimierte Atemschutzmasken könnten in Pandemie-Situationen besser vor einer Virusinfektion schützen. (BP/IP)

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Presse Aktuelles FAIR
news-3628 Tue, 07 Apr 2020 09:00:00 +0200 Kooperationsvereinbarung trotz Coronakrise – European XFEL und FAIR unterzeichnen Vertrag in Videokonferenz https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3628&cHash=101d2559d5bb5ab0a2dd6fff348cb100 Eine Vereinbarung zur Zusammenarbeit, ein sogenanntes „Memorandum of Understanding (MoU)“, haben vor Kurzem die internationale Röntgenlaser-Forschungseinrichtung European XFEL und das internationale Beschleunigerzentrum FAIR unterzeichnet. Aufgrund der Coronakrise fand die Unterzeichnung in einer gemeinsamen Videokonferenz der Beteiligten statt. Eine Vereinbarung zur Zusammenarbeit, ein sogenanntes „Memorandum of Understanding (MoU)“, haben vor Kurzem die internationale Röntgenlaser-Forschungseinrichtung European XFEL und das internationale Beschleunigerzentrum FAIR unterzeichnet. Aufgrund der Coronakrise fand die Unterzeichnung in einer gemeinsamen Videokonferenz der Beteiligten statt. Voraus ging ein virtueller Seminarvortrag von Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR, und Jörg Blaurock, Technischer Geschäftsführer von GSI und FAIR, über den Status und die Perspektiven des FAIR-Projekts. An Vortrag und Unterzeichnung nahmen über 60 Zuschauerinnen und Zuschauer in der Videokonferenz teil. European XFEL und FAIR haben viele Gemeinsamkeiten: Beide sind beschleunigerbasierte Forschungslabors, die einer breiten internationalen Forschungsgemeinschaft dienen. Beide befinden sich im Besitz internationaler Gesellschafter, wobei nach Deutschland die Russische Föderation die Hauptrolle spielt. Ebenfalls sind beide sogenannte Landmarks der Roadmap des Europäischen Strategieforums für Forschungsinfrastrukturen (ESFRI).

Im Rahmen der Kooperation wollen FAIR und European XFEL ihre bewährten Verfahren (best practices), ihr Wissen und ihre Resultate teilen und fördern. Dies soll beispielsweise durch die Organisation von gemeinsamen wissenschaftlichen und technischen Veranstaltungen wie Workshops oder Seminaren erfolgen. Ein Austausch ist sowohl in administrativen und organisatorischen Bereichen wie etwa der Kostenstruktur oder dem Umgang mit wissenschaftlichen Nutzern, als auch im wissenschaftlichen Umfeld durch gemeinsame Forschungs- und Entwicklungsprojekte oder die Abordnung von Personal geplant.

In dem MoU würdigen beide Partner die Wichtigkeit der Kooperation zwischen großen Wissenschaftsprojekten auf administrativer und technischer Ebene als Schlüsselfaktor für die Wettbewerbsfähigkeit in der Entwicklung sozialer und ökonomischer Systeme und zur Verbesserung der Lebensstandards in ihnen. Durch die Stärkung der Zusammenarbeit sollen Synergien bei der Industriekooperation ausgelotet sowie die Gewinnung von wissenschaftlichen und technischen Ergebnissen unterstützt werden, die technologische Innovationen und sozioökonomische Entwicklungen voranbringen.

„Mit dem Memorandum of Understanding eröffnen wir neue Möglichkeiten für eine fruchtbare Zusammenarbeit zwischen European XFEL und FAIR auf vielen verschiedenen Ebenen. Wir freuen uns auf gemeinsame Aktivitäten und regen kollegialen Austausch“, erklärte Professor Paolo Giubellino. Jörg Blaurock ergänzte: „Neben dem administrativen und wissenschaftlichen Zusammenwirken ist uns bei FAIR insbesondere auch die Förderung der technologischen Seite durch Technologietransfer und Industriekooperation ein großes Anliegen. Hier möchten wir mit European XFEL Synergien ermitteln und gemeinsames Potential ausschöpfen.“

European-XFEL-Geschäftsführer Professor Robert Feidenhans’l erklärte: „European XFEL und FAIR sind beide internationale Einrichtungen der Spitzenforschung, die einer breit gefächerten wissenschaftlichen Gemeinschaft dienen. Wir haben viele gemeinsame Erfahrungen und Forschungsinteressen und freuen uns sehr auf eine engere Zusammenarbeit mit unseren Kolleginnen und Kollegen bei FAIR. Wir möchten unser Wissen kombinieren, um die internationale Wissenschaft voranzubringen und zu bereichern.“

Gelten soll die Vereinbarung für einen Zeitraum von fünf Jahren, mit der Option auf eine Verlängerung um weitere fünf Jahre. GSI und FAIR sind bereits langjährig sowohl mit European XFEL, als auch mit dessen Gründungslabor und deutschem Gesellschafter, dem Deutschen Elektronensynchroton DESY, freundschaftlich verbunden, das wie GSI zur Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren gehört. (CP)

Weitere Informationen:
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Aktuelles FAIR
news-3626 Tue, 31 Mar 2020 12:00:00 +0200 Renommierte europäische Forschungsförderung an GSI-Physiker vergeben https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3626&cHash=8ba7df8c29d9de6a1793be257ead4596 Die beiden GSI-Physiker Marco Durante und Gabriel Martínez-Pinedo sind mit dem renommierten Forschungsförderpreis der Europäischen Union für etablierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ausgezeichnet worden. Der Europäische Forschungsrat (European Research Council, ERC) gewährt ihnen jeweils einen „ERC Advanced Grant“. Der angesehene Preis unterstreicht die herausragende Qualität der wissenschaftlichen Forschung am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und dem dort entstehenden künftigen Bes Die beiden GSI-Physiker Marco Durante und Gabriel Martínez-Pinedo sind mit dem renommierten Forschungsförderpreis der Europäischen Union für etablierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ausgezeichnet worden. Der Europäische Forschungsrat (European Research Council, ERC) gewährt ihnen jeweils einen „ERC Advanced Grant“. Der angesehene Preis unterstreicht die herausragende Qualität der wissenschaftlichen Forschung am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und dem dort entstehenden künftigen Beschleunigerzentrum FAIR. Ein weiterer „ERC Advanced Grant“ geht an Professorin Beatriz Jurado vom Centre Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan (CENBG), die, wie in ihrem Antrag vorgelegt, die Forschungseinrichtungen von GSI/FAIR für die Umsetzung des experimentellen Teils ihres Projektes nutzen wird.

Die Grants sind Förderung und Anerkennung gleichermaßen: Sie werden ausschließlich auf Basis der wissenschaftlichen Exzellenz der beantragten Projekte vergeben und richten sich an etablierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aller Fachbereiche, deren hochinnovative Projekte erheblich über den bisherigen Forschungsstand hinausgehen und neue Forschungsgebiete erschließen. Ausgestattet sind sie mit einer Förderung in Höhe von jeweils maximal 2,5 Millionen Euro über einen Zeitraum von fünf Jahren.

Marco Durante ist Leiter der GSI-Forschungsabteilung Biophysik und Professor am Fachbereich Physik der TU Darmstadt, Institut für die Physik kondensierter Materie. Er ist weltweit anerkannter Experte auf dem Gebiet der Strahlenbiologie und der medizinischen Physik, vor allem für die Therapie mit Schwerionen und Strahlenschutz im Weltraum. Wichtige wissenschaftliche Fortschritte erreichte er auf dem Gebiet der Biodosimetrie von geladenen Teilchen, der Optimierung der Teilchentherapie und der Abschirmung von schweren Ionen im Weltraum.

In seinem neuen Projekt mit dem Titel „Biomedical Applications of Radioactive ion Beams (BARB)“ will Marco Durante die Tumortherapie mit geladenen Teilchen weiterentwickeln. „Die Teilchentherapie ist stark im Wachstum begriffen und ist möglicherweise die wirksamste und präziseste Strahlentherapietechnik. Allerdings schränken Reichweitenunsicherheit und schlechte Bildführung ihre Anwendungen immer noch ein. Die Verbesserung der Genauigkeit ist der Schlüssel zur Erweiterung der Anwendbarkeit der Teilchentherapie“, erklärte Marco Durante. Dies könnte auch eine bessere Behandlung von kleineren Metastasen oder Tumoren in der Nähe kritischer Strukturen und von kleinen Zielen bei nicht-krebsartigen Krankheiten, wie etwa ventrikuläre Ablationen bei Herzrhythmusstörungen, erlauben.

Die neue Idee besteht darin, den selben Strahl für die Behandlung und für die Bildgebung während der Behandlung zu verwenden. Radioaktive Ionenstrahlen sind dafür das ideale Werkzeug, aber ihre Intensität ist bisher für therapeutische Anwendungen nicht ausreichend. Erst hochmoderne Anlagen wie FAIR und der bei GSI/FAIR bereits laufende Experimentierbetrieb „FAIR-Phase 0“ können solche intensiven Strahlen erzeugen. Marco Durante erläuterte: „Bei der FAIR-Phase 0 werden hochintensive Ionenstrahlen aus kurzlebigen Isotopen von Kohlenstoff- und Sauerstoffkernen verwendet, um eine gleichzeitige Behandlung und Visualisierung zu ermöglichen. Dies kann die Reichweitenunsicherheit deutlich verringern und die Anwendbarkeit der Teilchentherapie weiter vorantreiben.“ Der Strahl wird in der Zielposition mit einem innovativen Gamma-PET-Detektor visualisiert, der von Professorin Katia Parodi an der LMU München, Partner und weiteren Zuwendungsempfänger des BARB-Projekts, gebaut wird.

„BARB ist ein Experiment, das das enorme Potenzial von FAIR zeigt. Es ist eine Zusammenarbeit zwischen der APPA- und der NUSTAR-Säule des FAIR-Projekts“, sagte Marco Durante.

Marco Durante studierte Physik und promovierte an der Universität Federico II in Italien. Seine Postdoc-Stellen führten ihn ans NASA Johnson Space Center in Texas und zum National Institute of Radiological Sciences in Japan. Während seiner Studien spezialisierte er sich auf die Therapie mit geladenen Teilchen, auf kosmische Strahlung, Strahlungszytogenetik und Strahlenbiophysik. Für seine Forschung wurde er vielfach ausgezeichnet, unter anderem mit dem Galileo-Galilei-Preis der Europäischen Föderation der Organisationen für Medizinische Physik, dem IBA-Europhysik-Preis der Europäischen Physik-Gesellschaft (EPS) und dem von der European Radiation Research Society (ERRS) vergebenen Bacq & Alexander-Preis der Europäischen Gesellschaft für Strahlenforschung.

Mehr zur Forschung von Professor Marco Durante

Gabriel Martínez-Pinedo ist Leiter der GSI-Forschungsabteilung Theorie, Professor am Theoriezentrum des Instituts für Kernphysik (Fachbereich Physik, TU Darmstadt) und ein Hauptforscher des SFB 1245 "Kerne: Von grundlegenden Wechselwirkungen zu Struktur und Sternen". Er ist als Experte auf dem Gebiet der Entstehung chemischer Elemente in Sternen weltweit anerkannt. Er war Co-Leiter der internationalen Kollaboration, die 2010 vorhersagte, dass die Synthese von schweren Elementen in einer Neutronensternverschmelzung zu einem charakteristischen elektromagnetischen Signal namens Kilonova führt. 2017 konnten Weltraum- und Bodenobservatorien tatsächlich das vorhergesagte elektromagnetische Signal nach der Verschmelzung zweier Neutronensterne nachweisen.

In seinem neuen Projekt mit dem Titel „Probing r-process nucleosynthesis through its electromagnetic signatures (KILONOVA)“ wird Gabriel Martínez-Pinedo diese Ansätze weiterentwickeln. Er erläuterte: „Das Projekt zielt darauf ab, eine der grundlegenden Fragen der Physik zu beantworten: Wie und wo werden die schweren Elemente von Eisen bis Uran im r-Prozess hergestellt?“

Die Bestätigung der theoretischen Vorhersagen zur Entstehung schwerer Elemente durch die Beobachtung von Gravitationswellen einer Neutronensternverschmelzung in Verbindung mit charakteristischen elektromagnetischen Signalen hatte 2017 den aufsehenerregenden ersten direkten Hinweis darauf geliefert, dass r-Prozesselemente bei Neutronensternverschmelzungen erzeugt werden. „Es ist zu erwarten, dass künftig weitere Ereignisse dieser Art entdeckt werden. Um diese Möglichkeiten voll auszuschöpfen, ist es von grundlegender Bedeutung, eine verbesserte Beschreibung der exotischen neutronenreichen Kerne, die am r-Prozess beteiligt sind, mit ausgefeilten astrophysikalischen Simulationen zu kombinieren, um eine genaue Vorhersage der Nukleosynthese-Erträge des r-Prozesses und ihrer elektromagnetischen Signale zu ermöglichen“, erklärte Gabriel Martínez-Pinedo. Diese Vorhersagen könnten dann mit Beobachtungen abgeglichen werden. "Hand in Hand mit den einzigartigen experimentellen Fähigkeiten der GSI/FAIR-Anlage stellt dies eine einzigartige Gelegenheit dar, unser Verständnis der r-Prozess-Nukleosynthese entscheidend voranzutreiben.“

Gabriel Martínez-Pinedo studierte Physik und promovierte an der Autonomen Universität Madrid. Er spezialisierte sich auf die Kernstruktur sowie auf die nukleare Astrophysik. Als Postdoc sammelte er Erfahrungen am California Institute of Technology in den USA, hinzu kamen mehrjährige Forschungsaufenthalte an der Aarhus Universität in Dänemark und der Universität Basel in der Schweiz. Seine Forschungen über die Entstehung chemischer Elemente in Sternen erhielten vielfache Anerkennung, unter anderem ist er mit dem „Gustav-Hertz-Preis“ der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) ausgezeichnet worden "für die Entdeckung eines neuen Nukleosyntheseprozesses: das νp-Verfahren".

Mehr zur Forschung von Professor Martínez-Pinedo

Die beiden Forscherkollegen Marco Durante und Gabriel Martínez-Pinedo betonten zudem: „Wir danken dem Europäische Forschungsrat, dass er uns mit seiner Förderung eine großartige Chance gibt und freuen uns auf die Zusammenarbeit in unserem jeweiligen Team. Ziel ist es, mit unseren Projekten über den bisherigen Forschungsstand deutlich hinauszugehen und neue, zukunftsweisende Forschungsgebiete zu erschließen. Das künftige Beschleunigerzentrum FAIR und das bereits existierende Experimentierprogramm sind dabei zentrale Bausteine, die uns Vieles ermöglichen werden."

Der Wissenschaftliche Geschäftsführer von GSI und FAIR, Professor Paolo Giubellino, unterstrich: „Es ist eine fantastische Leistung. Ich freue mich außerordentlich über die Würdigung dieser herausragenden Wissenschaftler, die mit ihren innovativen Projekten und ihrem Engagement wichtige Herausforderungen in der Kernphysik und in der medizinischen Physik angehen. Die Grants belegen die herausragende Qualität der wissenschaftlichen Forschung bei GSI und FAIR. Sie gehen an zwei unserer Vorzeigegebiete: nukleare Astrophysik und biomedizinische Anwendungen der Kernphysik. Zudem unterstreichen sie die herausragenden Forschungsperspektiven, die durch unser FAIR-Phase-0-Programm eröffnet werden. Mit FAIR werden wir die Perspektiven solch wegweisender Forschung weiter ausbauen können und wichtige Pionierleistungen ermöglichen.“

GSI und FAIR sind darüber hinaus hocherfreut über die Verleihung eines weiteren ERC Advanced Grants, der an Professorin Beatriz Jurado vom Centre Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan (CENBG), Teil des französischen nationalen Zentrums für wissenschaftliche Forschung (French National Centre for Scientific Research CNRS), geht. Der experimentelle Teil des Projekts wird bei GSI/FAIR durchgeführt.

Beatriz Jurado ist durch ihre kernphysikalische Forschung seit langem eng mit GSI und FAIR verbunden. Ihre Forschungsschwerpunkte sind Niederenergie-Kernphysik, Kernreaktionen und Kernspaltung. Bereits ihre Doktorarbeit, die sie an der Universität von Santiago de Compostela verteidigte, hat sie am Fragment-Separator FRS von GSI umgesetzt, zudem ist sie an der NUSTAR-Kollaboration, einer der vier großen Forschungssäulen von FAIR, als Mitglied in Resource Board beteiligt und war unter anderem als „Visiting Professor“ des ExtreMe Matter Instituts EMMI bei GSI zu Gast.

In ihrem EU-geförderten Projekt mit dem Titel „Nuclear rEaCTions At storage Rings (NECTAR)“ will sie die Messmöglichkeiten in der kernphysikalischen Forschung weiter voranbringen. Ihr Ziel ist die Entwicklung einer neuen Methodik zur indirekten Bestimmung von neutroneninduzierten Querschnitten instabiler Kerne. Diese Querschnitte sind wesentlich für die nukleare Astrophysik, da die meisten schweren Elemente im Universum durch neutroneninduzierte Reaktionen in Sternen erzeugt werden, und auch für kernphysikalische Anwendungen. Ihre Arbeit ist eine experimentelle Spezifizierung zu dem Projekt von Gabriel Martínez-Pinedo.

„Die Messung ist jedoch sehr kompliziert, da sowohl Projektil als auch Target radioaktiv sind. Wir werden dieses Problem umgehen, indem wir die Kerne, die in den neutroneninduzierten Reaktionen gebildet werden, mit radioaktiven Schwerionenstrahlen und stabilen, leichten Targetkernen erzeugen. Wir werden somit die Zerfallswahrscheinlichkeiten für Spaltung, Neutronen- und Gammastrahlenemission der erzeugten Kerne messen können“, erläuterte Beatriz Jurado. Diese Wahrscheinlichkeiten liefern wertvolle Informationen, um Modelle zu belegen, und ermöglichen wesentlich genauere Vorhersagen der gewünschten Neutronenquerschnitte.

Das Projekt von Beatriz Jurado soll in seinem experimentellen Teil an der Beschleunigeranlage auf dem GSI/FAIR-Campus im Rahmen von FAIR-Phase 0 umgesetzt werden, genutzt werden die Speicherringe ESR und CRYRING. Beatriz Jurado erklärte: „Die Speicherringe von GSI/FAIR sind einzigartige Einrichtungen, bei denen umlaufende Ionenstrahlen von herausragender Qualität wiederholt mit ultradünnen, fensterlosen Gasstrahl-Targets interagieren. Wir werden diese außergewöhnlichen Möglichkeiten nutzen, um die Zerfallswahrscheinlichkeiten vieler instabiler Kerne mit unübertroffener Präzision zu messen.“

Professor Paolo Giubellino ist über die Umsetzung des Projektes NECTAR an der GSI/FAIR-Anlage sehr erfreut: „Das zeigt einmal mehr die Attraktivität unserer Forschungseinrichtung für die internationale Forscher-Community und die Qualität unserer Forschungsinfrastrukturen schon während FAIR-Phase 0. Wir freuen uns sehr, dass eine renommierte Wissenschaftlerin wie Beatriz Jurado für ihre experimentelle Forschung zu uns kommen wird. Das ist auch für uns eine große Anerkennung.”

Der Präsident des Europäischen Forschungsrates (ERC), Professor Mauro Ferrari, sagte: „Ich freue mich, eine neue Runde der ERC-Grants bekannt zu geben, die explorative Spitzenforschung unterstützen wird und das Ziel hat, Europa und die Welt besser für die Zukunft zu rüsten. Das ist die Rolle von Pionierforschung. Diese erfahrenen Forschungsstars werden in einem breiten Spektrum von Bereichen neue Wege beschreiten, darunter auch im Bereich der Gesundheit. Ich wünsche ihnen alles Gute bei diesem Vorhaben und möchte in dieser Zeit der Krise die heroische und unschätzbare Arbeit der gesamten wissenschaftlichen Gemeinschaft würdigen." (BP/IP)

Mehr Informationen

Pressemitteilung des Europäischen Forschungsrates (auf Englisch)

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Presse Aktuelles FAIR
news-3624 Fri, 27 Mar 2020 09:52:00 +0100 Künstlerische Impressionen, Drohnenflüge übers Baufeld: GSI und FAIR laden zum virtuellen Besuch ein https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3624&cHash=c6069be13420a666e62d1a036a051770 Der breiten Öffentlichkeit spannende Einblicke in die Forschungseinrichtungen, Programme und Ergebnisse zu ermöglichen und die Fortschritte beim Bau von FAIR zeigen – das sind Ziele, die GSI und FAIR seit jeher mit hoher Priorität verfolgen. Doch die neue Situation, die durch die Ausbreitung des Corona-Virus entstanden ist, erfordert auch hier neue Wege. Öffentliche Führungen auf dem Campus und zur Besucherplattform an der Baustelle können derzeit nicht angeboten werden. Deshalb haben GSI und FAIR ein... Der breiten Öffentlichkeit spannende Einblicke in die Forschungseinrichtungen, Programme und Ergebnisse zu ermöglichen und die Fortschritte beim Bau von FAIR zeigen – das sind Ziele, die GSI und FAIR seit jeher mit hoher Priorität verfolgen. Doch die neue Situation, die durch die Ausbreitung des Corona-Virus entstanden ist, erfordert auch hier neue Wege. Öffentliche Führungen auf dem Campus und zur Besucherplattform an der Baustelle können derzeit nicht angeboten werden. Deshalb haben GSI und FAIR ein digitales Angebot zusammengestellt, das allen Interessenten Gelegenheit gibt, uns virtuell und interaktiv auch weiterhin zu besuchen.

So kann man sich beispielsweise durch eine  Auswahl ganz besonderer, künstlerischer Impressionen klicken, die während eines Besuchs der Gruppe „Urban Sketchers Rhein-Main“ bei GSI und FAIR entstanden sind. Mehr als 30 Mitglieder der Gruppe, die Teil eines internationalen Künstlernetzwerkes ist, haben im Januar einen Tag lang auf dem Campus skizziert und gemalt. Entstanden sind zahlreiche außergewöhnliche Sichtweisen auf unsere Teilchenbeschleuniger und Experimentierstationen.

Das Mega-Bauprojekt FAIR, weltweit eines der größten Bauvorhaben für die Forschung, kann ebenfalls virtuell besichtigt werden. Die Besucherinnen und Besucher können per Drohnenflug über die FAIR-Großbaustelle fliegen, ihre außergewöhnlichen Dimensionen kennenlernen und erstmals sogar in den großen Ringtunnel, der das Herzstück des künftigen Beschleunigerzentrums bildet, eintauchen. Zudem wurde mit einer neuen Filmtechnik ein Zeitraffervideo erstellt, das die Entwicklung eines ganzen Jahres zeigt: Mehrere Videos wurden mit Hilfe von GPS so überlagert, dass die Baustelle wie aus einem Guss vor den Augen der Betrachter wächst und die Fortschritte besonders greifbar werden.

Außerdem gibt es Gelegenheit, in unsere Geschichte einzutauchen, beispielsweise mit einer Zeitreise per Foto-Slider: eine interaktive Früher-Heute-Schau, in der sich die Bilder virtuell überlagern und damit illustrieren, wie es früher auf dem Campus aussah und wie es heute dort aussieht. Auf diese Weise sind interessante Einblicke entstanden beispielsweise in den Linearbeschleuniger, den Kontrollraum oder die Experimentierhallen.

Einen noch ausführlicheren Streifzug durch ein halbes Jahrhundert bietet der digitale Zeitstrahl, in dem Höhepunkte der GSI-Geschichte präsentiert werden. Die Nutzer können sich durch 50 Jahre GSI klicken und auch einen Blick in die Zukunft von FAIR werfen. Auch die großen Forschungserfolge wie die Entdeckung von sechs neuen chemischen Elementen oder die Entwicklung einer neuartigen Krebstherapie mit Ionenstrahlen sind dort zu finden.

Hauptaufgabe von GSI und FAIR ist es, Spitzenforschung zu realisieren und mit den Beschleunigeranlagen neue Erkenntnisse über den Aufbau der Materie und die Entwicklung des Universums zu gewinnen. Ein Science-Film zeigt, wie Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus aller Welt bei uns das Universum im Labor erforschen können.

Wer einmal virtuell durch die Forschungsanlage von GSI und FAIR laufen und direkt neben den Teilchenbeschleunigern und Detektoren stehen möchte, zückt am besten sein Handy, um unser 360°-Video optimal anzuschauen. Das spannende Video wurde für die Planetariumsshow „Dimensions – Es war einmal die Wirklichkeit“ im Planetarium Bochum gedreht.

Auf all diesen digitalen und virtuellen Weg sind unsere Gäste somit auch weiterhin herzlich eingeladen, unsere Forschungsanlagen zu besichtigen und einen Blick auf die FAIR-Baustelle zu werfen. Außerdem bieten GSI und FAIR natürlich die Möglichkeit, sich online auf unserer Homepage und auf unseren Social-Media-Kanälen weiterhin auf den Laufenden zu halten und mit uns in Kontakt zu bleiben. (BP)

Virtuelles Angebot auf einen Blick

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Presse Aktuelles FAIR
news-3622 Mon, 16 Mar 2020 11:00:00 +0100 Dr. Ulrich Breuer ist neuer Administrativer Geschäftsführer von GSI und FAIR https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3622&cHash=fa7e52bdb75e91e48b35b10db752a2d5 Der Wissenschaftsmanager und Physiker Dr. Ulrich Breuer hat zum 15. März 2020 das Amt des Administrativen Geschäftsführers der GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH und der Facility for Antiproton and Ion Research in Europe GmbH (FAIR GmbH) übernommen. Er war zuvor als Kaufmännischer Direktor am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) tätig. Der Wissenschaftsmanager und Physiker Dr. Ulrich Breuer hat zum 15. März 2020 das Amt des Administrativen Geschäftsführers der GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH und der Facility for Antiproton and Ion Research in Europe GmbH (FAIR GmbH) übernommen. Er war zuvor als Kaufmännischer Direktor am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) tätig.

Zusammen mit dem Wissenschaftlichen Geschäftsführer Professor Paolo Giubellino und dem Technischen Geschäftsführer Jörg Blaurock wird Dr. Ulrich Breuer die gemeinsame Führungsspitze von GSI und FAIR bilden. Er folgt auf Ursula Weyrich, die als Kaufmännischer Vorstand zum Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg gewechselt ist.

„GSI steht seit Jahrzehnten für weltweit renommierte Spitzenforschung, und mit dem künftigen Beschleunigerzentrum FAIR werden die internationalen Dimensionen der Forschung zukunftsweisend erweitert. Ich freue mich daher ganz besonders auf die verantwortungsvolle Aufgabe und die Möglichkeit, diese Entwicklung weiter zu fördern“, sagt Dr. Ulrich Breuer. „Für das mir entgegengebrachte Vertrauen bedanke ich mich sehr.“ Eine solide Finanz- und Personalplanung sowie die effektive Unterstützung der Wissenschaft mit maßgeschneiderten infrastrukturellen, administrativen und kaufmännischen Rahmenbedingungen nennt er als wichtigste Ziele.

Auch seine beiden Geschäftsführungskollegen Professor Paolo Giubellino und Jörg Blaurock freuen sich auf die künftige Zusammenarbeit im Management-Team und betonen: „Dr. Breuer kennt das Metier sehr gut und seit langem. Er bringt breite Kenntnisse im Wissenschaftsmanagement und in der kaufmännischen Leitung von Großforschungseinrichtungen mit.“ Ziel ist es, Spitzenforschung an der bestehenden Anlage zu betreiben und die künftige Beschleunigeranlage FAIR in internationaler Zusammenarbeit zu realisieren. „Die Entscheidung für Dr. Breuer ist eine ausgezeichnete Wahl. Mit seinen langjährigen Erfahrungen werden wir gemeinsam erfolgreich die Zukunft von GSI und FAIR weiter gestalten.“

Dr. Ulrich Breuer studierte Physik und promovierte an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen. Sein beruflicher Werdegang begann 1991 am Forschungszentrum Jülich. Dort war er zunächst als Assistent des Vorstandsvorsitzenden und danach viele Jahre in leitenden Funktionen tätig.

2005 wechselte er als Kaufmännischer Geschäftsführer zum Hahn-Meitner-Institut Berlin, wo er die Fusion mit der Berliner Elektronenspeicherring-Gesellschaft für Synchrotronstrahlung (BESSY) und die Gründung des Helmholtz-Zentrums Berlin begleitete. Als dessen Kaufmännischer Geschäftsführer war er von 2009 bis 2011 tätig.

Von 2012 bis 2017 wirkte er als Vizepräsident Wirtschaft und Finanzen des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Danach hatte er die Position des Kaufmännischen Direktors am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) inne.

Bis Ende Juni 2020 wird Herr Dr. Breuer neben der Funktion bei GSI und FAIR auch noch sein bisheriges Amt am HZDR weiter ausüben.(BP)

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Presse Aktuelles FAIR
news-3620 Tue, 10 Mar 2020 08:45:00 +0100 Dr. Clémentine Santamaria erhält FAIR-GENCO-Nachwuchspreis https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3620&cHash=e6d0177a9a4c4ecd71822cf79ffcdc6f Der diesjährige FAIR-GENCO-Nachwuchspreis geht an Dr. Clémentine Santamaria vom Lawrence Berkeley National Laboratory in Berkeley, USA. Der sogenannte „Young Scientist Award“ wird von der GSI Exotic Nuclei Community (GENCO) vergeben und ist mit 1.000 Euro dotiert. Die Auszeichnung geht jährlich an junge Forscherinnen und Forscher, die am Beginn ihrer wissenschaftlichen Karriere stehen. Der diesjährige FAIR-GENCO-Nachwuchspreis geht an Dr. Clémentine Santamaria vom Lawrence Berkeley National Laboratory in Berkeley, USA. Der sogenannte „Young Scientist Award“ wird von der GSI Exotic Nuclei Community (GENCO) vergeben und ist mit 1.000 Euro dotiert. Die Auszeichnung geht jährlich an junge Forscherinnen und Forscher, die am Beginn ihrer wissenschaftlichen Karriere stehen. Verliehen wurde der Preis im Rahmen eines Festkolloquiums bei FAIR und GSI durch den GENCO-Präsidenten Professor Christoph Scheidenberger (GSI/FAIR) und den GENCO-Vizepräsidenten Professor Wolfram Korten (CEA-IRFU, Saclay, Frankreich) auf dem GENCO-Jahrestreffen im März. Der Preisträger oder die Preisträgerin wird in einem Auswahlverfahren durch die internationale GENCO-Jury, bestehend aus sieben renommierten Kernphysikern, bestimmt. Drei weitere Wissenschaftler sowie Jörg Blaurock, der Technische Geschäftsführer von FAIR und GSI, wurden mit dem GENCO Membership Award als neue Mitglieder bei GENCO ausgezeichnet.

Dr. Clémentine Santamaria erhielt den Young Scientist Award und die GENCO-Mitgliedschaft für ihre bahnbrechenden Erfolge bei der Beantwortung seit langem bestehender Fragen zur Entwicklung der Schalenstruktur von Kernen weitab der Stabilität und ihre herausragende Erfahrung in der Kernspektroskopie und mit Kernreaktion. Vor ihrer aktuellen Position als Postdoktorandin in Berkeley arbeitete sie unter anderem am japanischen Forschungszentrum RIKEN und am National Superconducting Cyclotron Laboratory, USA.

Eine GENCO-Mitgliedschaft erhielten:

  • Jörg Blaurock (Technischer Geschäftsführer von GSI und FAIR) für seine herausragenden Leistungen bei der Realisierung des FAIR-Projekts, insbesondere bei der Konstruktion des supraleitenden Fragmentseparators (Super-FRS) und der NUSTAR-Anlagen bei FAIR.
  • Dr. Tuomas Grahn (Wissenschaftler am Helsinki Institute of Physics und an der Universität Jyväskylä) für seine wichtigen Erkenntnisse zur Entwicklung und Koexistenz von Kernformen in der Blei-Polonium-Gegend und für seine Beiträge zu bahnbrechenden Experimenten zur Struktur angeregter schwerer Kerne bis hinauf zur Nobelium-Gegend.
  • Dr. Helmut Weick (Wissenschaftler bei GSI) für seine umfänglichen Beiträge zum Design des Super-FRS und zur Entwicklung von Simulationsprogrammen, die auf seinen experimentellen Resultaten zur Abbremsung von Schwerionen in Materie basieren, sowie für entscheidende Beiträge zu einer Vielzahl von Experimenten mit exotischen Kernen. (CP)
Weitere Informationen:
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Aktuelles FAIR
news-3618 Fri, 06 Mar 2020 08:59:00 +0100 Ein Blick in die Zukunft des branchenübergreifenden Quantencomputings https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3618&cHash=a26fc99ed0823f139a47dcc4119413cd Darmstadt ist nicht nur der Sitz der weltweiten Zentrale von Merck, sondern auch ein globales Wissenschafts-, Technologie- und Innovationszentrum. Im Jahr 2019 wurde es sogar erneut als Deutschlands „Stadt der Zukunft" in Bezug auf wissenschaftliche Innovationen eingestuft. Im Rückblick ist es daher nicht überraschend, dass die jüngste Applied Quantum Conference von einem Konsortium großer, wissenschaftsorientierter Organisationen mit Sitz in Darmstadt ausgerichtet wurde: ESA/ESOC, FAIR/GSI und Merck. Diese Meldung basiert auf einer Nachricht der Merck KGaA.

Darmstadt ist nicht nur der Sitz der weltweiten Zentrale von Merck, sondern auch ein globales Wissenschafts-, Technologie- und Innovationszentrum. Im Jahr 2019 wurde es sogar erneut als Deutschlands „Stadt der Zukunft" in Bezug auf wissenschaftliche Innovationen eingestuft. Im Rückblick ist es daher nicht überraschend, dass die jüngste Applied Quantum Conference von einem Konsortium großer, wissenschaftsorientierter Organisationen mit Sitz in Darmstadt ausgerichtet wurde: dem Operationszentrum der Europäischen Weltraumorganisation (ESA/ ESOC), dem GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und der Facility for Antiproton and Ion Research (GSI/FAIR) sowie Merck, einem dynamischen Wissenschafts- und Technologieunternehmen mit einer mehr als 350-jährigen Geschichte. Im Mittelpunkt der Konferenz stand die Diskussion des bevorstehenden Paradigmenwechsels in der Quantentechnologie. Im Einzelnen zielte die Veranstaltung darauf ab, Quantenlösungen für aktuelle und zukünftige Bedürfnisse zu identifizieren, Gemeinschaften zu verbinden und Interaktionen zu erleichtern, um zukünftige produktive Kooperationen und Lösungen zu fördern.

Was ist "Quantum"?

Bei der Quantenmechanik in der Physik geht es im Wesentlichen darum, wie sich Moleküle, Atome oder subatomare Teilchen verhalten. Im Laufe der Jahre hat man beobachtet, dass sich solche Teilchen auf eine Weise verhalten, die höchst unerwartet und mit den etablierten Gesetzen der klassischen Physik nur schwer zu erklären ist. Daher gibt es derzeit fast 20 verschiedene philosophische Interpretationen darüber, was Quantenverhalten ist, die alle in ihren jeweiligen Anwendungen gültig sind. Unternehmen wie Merck interessieren sich für Quantenverhalten dort wo es einen industriellen Kontext betrifft. Dazu gehört auch, wie es genutzt werden kann, um Herausforderungen in den Bereichen Leistungsmaterialien, Biowissenschaften und Gesundheitswesen anzugehen.

Insbesondere hofft man, dass das Quantencomputing die Grenzen der traditionellen "digitalen" Rechenmethoden und des maschinellen Lernens, die derzeit zur Identifizierung potenzieller neuer Materialien und Medikamente und deren Wechselwirkung mit so genannten Drug Targets eingesetzt werden, überwinden kann. Diese Methoden sind sehr rechenintensiv, wenn nicht sogar unmöglich, und stützen sich oft auf riesige Datensätze, um die Modelle zu trainieren. Ein Versprechen des Quantencomputers ist, dass dieser Prozess durch die Verwendung von so genannten "Qubits" anstelle der traditionellen Nullen und Einsen der binären digitalen Berechnungen erheblich beschleunigt wird. Ein Qubit lässt sich am besten als einen Vektor beschreiben, der auf einen Punkt auf der Oberfläche einer Kugel zeigt. Drehungen dieses Vektors und Wechselwirkungen mit anderen Vektoren nach den Gesetzen der Quantenmechanik können als Verschlüsselungsberechnungen auf Quantenobjekten verwendet werden. Es ist jedoch derzeit weder klar, wie die Algorithmen für die meisten realen Probleme verwendet werden können, noch ist es möglich, die Berechnungen zu testen, da es noch keine Hardware mit genügend Qubits gibt. Dennoch sind erste interessante Ansätze für "quantenverstärkte" Berechnungen in Sicht.

Die Applied Quantum Conference

Vor diesem Hintergrund haben die Darmstädter Wissenschaftsunternehmen ESA/ESOC, GSI/FAIR und Merck die Applied Quantum Conference organisiert.  Sie fand am 4. Februar 2020 statt und brachte sehr unterschiedliche Branchen zusammen, die sich in ihren Problemen und Lösungsansätzen sehr ähnlich sind.

Die Konferenz zog ein Panel mit hochkarätigen Referenten von Merck, ESA/ESOC und GSI/FAIR an. Darüber hinaus präsentierten Spitzenuniversitäten die allerneuesten Fortschritte aus ihren Labors, und eine ausgewählte Gruppe von Start-ups und etablierten internationalen Firmen demonstrierten Produkte und Ergebnisse an der Spitze dieser Technologielandschaft.

„Die erste Applied Quantum Conference war sehr erfolgreich darin, Experten für die Anwendungen des Quantencomputings auf Herausforderungen in vielen Teilbereichen der realen Welt zusammenzubringen. Der Austausch von Erfahrungen hat viele Gemeinsamkeiten aufgezeigt und das Potential für gemeinsame Herangehensweisen zur Verstärkung der Nutzung des Quantencomputings in verschiedenen Gebieten sichtbar werden lassen. Bei GSI und der zukünftigen internationalen FAIR-Anlage, die gerade errichtet wird, freuen wir uns darauf, die bestehende Zusammenarbeit mit ESA und Merck auf diesem und auch weiteren Gebieten zu intensivieren“, sagte Dr. Tobias Engert, Mitorganisator der Konferenz und Leiter des Technologietransfers von GSI und FAIR.

Die Konferenz für angewandte Quantentechnik war eine spektakuläre gemeinschaftliche Beispielveranstaltung für einen Zweig der wissenschaftlichen Bestrebungen, der den Fortschritt des 21. Jahrhunderts prägen könnte. Die drei Organisatoren, ESA/ESOC, GSI/FAIR und Merck, freuen sich sehr auf alle Folgeaktivitäten, die identifiziert worden sind. (Merck/CP)

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Aktuelles FAIR
news-3616 Tue, 03 Mar 2020 09:58:46 +0100 Kernmaterie-Experten treffen sich in Dresden https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3616&cHash=edbc3bb64fc82d3db78e941117c154d6 Vom 2. bis 6. März 2020 findet am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) das 38. HADES-Kollaborationstreffen statt, an dem über 80 Teilnehmer aus mehr als 20 Instituten neun europäischer Länder teilnehmen. Auf der Tagung werden die Wissenschaftler den Stand ihres Detektorsystems HADES für die geplante Nutzung am internationalen Beschleunigerzentrum FAIR erörtern sowie einen Fahrplan für zukünftige Messungen besprechen. Diese Meldung basiert auf einer Nachricht des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR).

Vom 2. bis 6. März 2020 findet am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) das 38. HADES-Kollaborationstreffen statt, an dem über 80 Teilnehmer aus mehr als 20 Instituten neun europäischer Länder teilnehmen. Auf der Tagung werden die Wissenschaftler den Stand  ihres Detektorsystems HADES für die geplante Nutzung am internationalen Beschleunigerzentrum FAIR erörtern sowie einen Fahrplan für zukünftige Messungen besprechen.

Das internationale Beschleunigerzentrum FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) entsteht gerade am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt und ist eines der größten Forschungsvorhaben weltweit. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus aller Welt wollen hier Materie im Labor erzeugen, wie sie sonst nur im Universum vorkommt. Sie erwarten neue Einblicke in den Aufbau der Materie und die Entwicklung des Kosmos seit dem Urknall.

Ein Puzzleteil auf dem Weg und gleichzeitig eine bedeutende Herausforderung der modernen Teilchenphysik ist die Erklärung des Ursprungs der Massen wichtiger Materiebestandteile. Sogenannte Hadronen (Protonen und Neutronen) vereinen 99 Prozent der Masse von leuchtender Materie im Universum. Das Gleiche gilt für unsere natürliche Umgebung, in der Protonen und Neutronen in großem Maße in Kernen gebunden sind. Um das Phänomen der „Masse von Hadronen“ zu verstehen, bedienen sich Wissenschaftler unterschiedlicher Methoden. Ein Weg ist das Studium der Zerfallsprodukte von besonders geeigneten Hadronen in der Umgebung von stark wechselwirkender Materie. Diese als Vektormesonen zusammengefassten Elementarteilchen entstehen beim Zusammenprall von Schwerionen. Wissenschaftler können sie aber auch im Labor herstellen, indem sie Kerne mit Elementarteilchen beschießen. Auf diesem Wege erzeugen die Kernphysiker stark wechselwirkende Materie mit bis zu dreifacher Kerndichte, bei Temperaturen, die dem 50.000fachen der Temperatur im Sonneninneren entsprechen.

HADES: Know-how für präzise Hadronenspektroskopie

Die so produzierten Vektormesonen zerfallen unter anderem in sogenannte Lepton-Paare, die sich beispielsweise aus Elektronen und Positronen zusammensetzen. Doch das ist ein relativ seltener Prozess. Daher benötigen die Forscher spezielle Detektoren. Hier kommt HADES (High Acceptance Di-Electron Spectrometer) ins Spiel. Der Detektor ist bei GSI installiert und auf jene Elektronen-Positronen-Paare geeicht, die die umgebende stark wechselwirkende Materie fast ungestört verlassen und damit einen direkten Zugang zur Originalmasse ihrer Ausgangshadronen ermöglichen.

HADES entstand in einer nunmehr bereits seit 25 Jahren währenden internationalen Kollaboration am Schwerionensynchrotron SIS18 der GSI Darmstadt. Die rege Zusammenarbeit von rund 100 Wissenschaftlern hat einen intensiven Wissenstransfer auf dem Gebiet der Teilchenphysik – von Monte-Carlo-Simulationen und Detektorbau über schnelle Front-End-Elektronik bis zur Datenanalyse – hervorgebracht, der auch dem HZDR zugutekommt und der sich bereits in fast 250 wissenschaftlichen Publikationen manifestiert.

Das HZDR ist umfangreich an HADES beteiligt: Allein 12 der 24 Driftkammerdetektoren wurden im HZDR-Detektorlabor, dem jetzigen Multifunktions-Labor, gefertigt. Sie sind das Herzstück, das die präzise Messung der Impulse geladener Reaktionsprodukte aus dem Schwerionenstoß erlaubt. Die Ergebnisse ermöglichen Untersuchungen der Zustandsgleichung heißer dichter Materie, vergleichbar mit dem Zustand in Neutronensternen. Auf diesem Wege erhalten die Forscher einen unverfälschten Blick in das Innere hochkomprimierter Kernmaterie. Auf ihrer nun stattfindenden Tagung wollen die Fachleute bisherige Resultate und künftige Messungen am Schwerionensynchrotron SIS18 bei GSI im Rahmen des Forschungsprogramms „FAIR-Phase 0“ sowie am FAIR-Ringbeschleuniger SIS100 diskutieren. (HZDR/CP)

Weitere Informationen:

Nachricht des HZDR

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Aktuelles FAIR
news-3614 Mon, 17 Feb 2020 13:00:00 +0100 FAIR-Experimentierprogramm: Forscherteam analysiert Reparaturvorgänge in strahlengeschädigten Zellen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3614&cHash=6c7d900cf64189c72a0ed05103aae62c Es sind zukunftsweisende Forschungsergebnisse, die modernste Physik und Biologie kombinieren und zugleich das große Potenzial des künftigen FAIR-Beschleunigerzentrums demonstrieren: Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung haben die Reparaturvorgänge in menschlichen Zellen nach Strahlenschäden so direkt und hochauflösend beobachten können wie nie zuvor. Ein genaues Verständnis der DNA-Reparaturmechanismen ist von großer Bedeutung beispielsweise für Risikoabs Es sind zukunftsweisende Forschungsergebnisse, die modernste Physik und Biologie kombinieren und zugleich das große Potenzial des künftigen FAIR-Beschleunigerzentrums demonstrieren: Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung haben die Reparaturvorgänge in menschlichen Zellen nach Strahlenschäden so direkt und hochauflösend beobachten können wie nie zuvor. Ein genaues Verständnis der DNA-Reparaturmechanismen ist von großer Bedeutung beispielsweise für Risikoabschätzungen bei Langzeitmissionen in der Raumfahrt.

Für die Bestrahlungsexperimente an der Beschleunigeranlage auf dem GSI- und FAIR-Campus in Darmstadt wurden hochenergetische Ionenstrahlen verwendet, die auch charakteristisch für die kosmische Strahlung im Weltraum sind, und mit modernen Mikroskopie-Techniken verbunden. Die Untersuchungen liefen im Rahmen der ersten Stufe des FAIR-Experimentierprogramms, der sogenannten „FAIR-Phase 0“. Seine Ergebnisse hat das Team der GSI-Abteilung Biophysik nun in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift „Scientific Reports“ veröffentlicht, die von der Nature Publishing Group herausgegeben wird und alle Bereiche der Naturwissenschaften abdeckt.

An dem eigens entwickelten Messplatz am Beschleuniger bestrahlten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler etablierte menschliche Zellkulturen mit Schwerionen, die Doppelstrangbrüche hervorrufen und somit eine Schädigung der Erbinformation (DNA) verursachen. Während und unmittelbar nach der Bestrahlung konnte das Forscherteam die dynamischen Vorgänge der Schadenserzeugung und die sich anschließenden Reparaturprozesse in den erbgutgeschädigten Zellen mittels sogenanntem „Live Cell Imaging“ an einem speziell aufgebauten Mikroskop direkt am Strahlplatz genau beobachten. Dazu wurden die Proteine, die in der Zelle für die Reparatur verantwortlich sind, so mit fluoreszierenden Farbstoffen versehen, dass sie im Mikroskop sichtbar waren. Die ferngesteuerte Anordnung ermöglichte es, die Proteindynamik im Zellkern lückenlos und ohne Unterbrechung von der Schadensspur bis zur biologischen Antwort der Zelle zu beobachten und visuell im Film festzuhalten.

Besonders wertvoll für neue grundlegende Erkenntnisse über die Reparaturabläufe in menschlichen Zellen ist die Möglichkeit, mit hochenergetischer Schwerionenstrahlung in ein und derselben Zelle gleichzeitig sowohl einzelne als auch gebündelte DNA-Schäden zu erzeugen und in Echtzeit zu untersuchen, was früher nur separat möglich war. Bei einer solchen räumlichen Schadensverteilung liegen viele DNA-Doppelstrangbrüche geballt entlang einer dicht-ionisierenden Schadensspur und nur einzelne, einfache Schäden außerhalb der Spur. Die Forscher konnten somit gleichzeitig beobachten, wie die selbe Zelle auf komplexe Schäden und auf einzelne Schäden reagiert.

Die Ergebnisse der Messungen zeigen Unterschiede bei dieser Schadensantwort: Die DNA-Reparaturproteine scheinen schneller an die geclusterten Schäden rekrutiert zu werden als an die einzelnen DNA-Schäden außerhalb der Ionenspur. Dafür scheint dort die verzögert begonnene Reparatur rascher zu erfolgen und weniger schwierig zu sein. Somit zeigen die Ergebnisse deutlich einen Einfluss der Qualität der DNA-Schäden auf die Dynamik der frühen Strahlenantwort und der Reparatur und lassen es sinnvoll erscheinen, einfache und gebündelte DNA-Schäden bei Betrachtungen zur Strahlenwirkung getrennt zu behandeln.

Möglichst exakte grundlegende Erkenntnisse über Reparaturabläufe in Zellen helfen der Wissenschaft auch, die Entstehung von Krebs besser nachzuvollziehen. Wenn DNA-Schäden fehlerhaft repariert werden, die Reparatur der Doppelstrangbrüche somit nicht richtig funktioniert, steigt das Krebsrisiko. Die hochenergetische Ionenstrahlung entspricht zudem der kosmischen Strahlung, mit der Astronauten bei Langzeitmissionen, etwa zum Mars, konfrontiert werden. Deshalb sind Forschungen, wie sie die GSI-Biophysik durchführt, wichtig für eine möglichst passgenaue, differenzierte biologische Risikoabschätzung in der Raumfahrt.

Der Leiter der GSI-Biophysik, Professor Marco Durante, betonte: „Es sind sehr innovative Untersuchungen, die erst durch die hohen Energien möglich werden, wie sie in der FAIR-Phase 0 bereitstehen. Wir konnten durch die Kombination modernster Molekularbiologie mit hochenergetischer Schwerionenphysik eine hochinteressanten Erkenntnisgewinn erzielen und durch die neuen Technologien zudem herausragende visuelle Forschungsergebnisse liefern.“

Auch der Wissenschaftliche Geschäftsführer von GSI und FAIR, Professor Paolo Giubellino, zeigte sich sehr erfreut über das spannende Ergebnis aus der ersten Stufe des FAIR-Experimentierprogramms und unterstrich: „Am künftigen Beschleunigerzentrum FAIR, das derzeit bei GSI entsteht, werden diese Möglichkeiten noch erheblich erweitert: FAIR wird Experimente mit einem noch größeren Spektrum an Teilchenintensitäten und  -energien erlauben und die Zusammensetzung der kosmischen Strahlung so genau simulieren können wie keine andere Beschleunigeranlage.“ (BP)

Mehr Informationen

Veröffentlichung in Scientific Reports (auf Englisch)

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Aktuelles FAIR
news-3612 Wed, 12 Feb 2020 10:30:00 +0100 Erfolgreiche Patentierung und Vermarktung für grünen Supercomputer „made in Hessen" https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3612&cHash=977cefe9dec8a4786f618961491de51e 2030 könnten 13 Prozent des weltweiten Stromverbrauchs durch Rechenzentren verursacht werden. In Frankfurt, dem globalen Netzknoten mit dem höchsten Datenvolumen, werden bereits heute 20 Prozent des gesamten lokalen Stroms von Rechenzentren verbraucht, Tendenz steigend – ein großer Teil davon für Kühlleistung. Mit der Abwärme einzelner großer Rechenzentren könnten heute bereits bis zu 10.000 Haushalte beheizt werden. Eine Antwort auf diese globale Herausforderung kommt von Goethe-Universität und GSI. 2030 könnten 13 Prozent des weltweiten Stromverbrauchs durch Rechenzentren verursacht werden. In Frankfurt, dem globalen Netzknoten mit dem höchsten Datenvolumen, werden bereits heute 20 Prozent des gesamten lokalen Stroms von Rechenzentren verbraucht, Tendenz steigend – ein großer Teil davon für Kühlleistung. Mit der Abwärme einzelner großer Rechenzentren könnten heute bereits bis zu 10.000 Haushalte beheizt werden. Eine Antwort auf diese globale Herausforderung kommt aus Hessen von der Goethe-Universität und dem GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung. Sie haben für das Gesamtkonzept einer energieeffizienten Kühlstruktur von Großrechenzentren kürzlich ein europäisches Patent erhalten.

Das Patent öffnet jetzt die Tür für die Vermarktung der von Prof. Dr. Volker Lindenstruth, Prof. Dr. Horst Stöcker sowie Alexander Hauser von e3c entwickelten wegweisenden Technologie. Zusammen mit parallelen Patenten außerhalb Europas kann damit die Erfindung auf der ganzen Welt ökonomisch verwertet werden. Aus verschiedenen Ländern liegen bereits Anfragen nach der Errichtung solcher Großrechenzentren vor.

Das Rechenzentrum entwickelt sich damit zu einem wichtigen Exportprodukt „made in Hessen“. Dieser Erfolg ist auch ein Verdienst der Goethe-Uni-eigenen Transfergesellschaft Innovectis und ihres Geschäftsführers Dr. Martin Raditsch, der die Vermarktung vorangetrieben hat, sowie der GSI-Abteilungen Technologietransfer unter der Leitung von Tobias Engert und Patente unter der Leitung von Michael Geier. Die erfolgreiche Vermarktung der Patente zeigt die beispielhafte Zusammenarbeit von Universität und Großforschungseinrichtung in Hessen.

Das Münchener Unternehmen NDC Data Centers GmbH erhielt die Rechte, um die Green Technology im Rechenzentrumsbau auf der ganzen Welt zu verwerten und leistet damit im Rahmen der globalen Digitalisierung ebenfalls einen erheblichen Beitrag zum schonenden Umgang mit unseren Energieressourcen.

Die Basis hierfür bildet das von Volker Lindenstruth, Professor für die Architektur von Hochleistungsrechnern an der Goethe-Universität und damaliger Leiter der wissenschaftlichen IT bei GSI, entwickelte, visionäre Gesamtkonzept einer stark optimierten Kühlstruktur für energieeffizienteste Großrechenzentren. Auf Grundlage seines Konzepts können Großrechenzentren und kommerzielle IT-Systeme heute im Vergleich zu herkömmlichen Rechenzentren mit einem bis zu 50 Prozent geringeren Primärenergieaufwand betrieben werden.

Die Technik befindet sich bereits seit Jahren im Einsatz und wird kontinuierlich weiter verbessert: Das erste Rechenzentrum dieser Art wurde für das Goethe-Uni-eigene Rechenzentrum am Industriepark Infraserv realisiert. Ein weiteres sehr großes Rechenzentrum, der Green IT Cube, wurde vom GSI Helmholtzzentrum in Darmstadt errichtet und aus Mitteln des Bundes und des Landes Hessen über Helmholtz-Ausbauinvestitionen finanziert. Das Konzept ermöglicht die Realisierung und den besonders effizienten Betrieb von Rechenzentren für Großforschungseinrichtungen, wie die bei GSI entstehende Forschungsanlage FAIR – Facility for Antiproton and Ion Research. Später wird der Green IT Cube das zentrale Rechenzentrum für FAIR, einem der größten Vorhaben für die Forschung weltweit. Mit der Server-Abwärme des Green IT Cubes wird darüber hinaus auf dem GSI-Campus bereits heute ein modernes Büro- und Kantinengebäude beheizt. 

Neben den hohen Energieeinsparungen beim Betrieb dieser neuen Technologie sind solche Rechenzentren auch noch außerordentlich kosteneffizient zu bauen. Somit sind Anschaffungs- und Betriebskosten minimiert. Hier wird Ökologie mit Ökonomie sinnvoll gekoppelt.

Für ihr energieeffizientes Konzept wurden die Supercomputer von Lindenstruth in den vergangenen Jahren mehrfach ausgezeichnet. Ende 2014 erreichte ein von ihm konstruierter Rechner dank seiner stark optimierten Rechner-Architektur Platz 1 der Weltrangliste der energieeffizientesten Supercomputer.

Der Erfolg der Goethe-Universität im Bereich Green IT beflügelt auch die augenblickliche Bewerbung der Goethe-Universität zusammen mit Mainz, Kaiserslautern und Saarbrücken um einen Standort der neuen Nationalen Hochleistungsrechner (NHR). Dank der optimierten Rechner-Architektur nach dem hessischen Green-IT-Ansatz könnte den Nutzern bei gleichen Kosten wesentlich mehr Rechenleistung zur Verfügung gestellt werden. Die Goethe-Universität wäre daher ein idealer NHR-Standort.

Stimmen zur grünen Supercomputer-Technologie

Die hessische Wissenschaftsministerin Angela Dorn sagt: „Ich gratuliere Prof. Dr. Lindenstruth und seinem Team ganz herzlich. Besonders freut mich, dass dieser Erfolg auf einem Gebiet erreicht wurde, das mir sehr am Herzen liegt: der Energiewende, zu der Green IT einen sehr wichtigen Beitrag leisten kann. Und ich bin froh, dass wir als Land Hessen zu diesem Erfolg beigetragen haben. Der erste Hochleistungsrechner, in dem Herr Prof. Dr. Lindenstruth seine energiesparende Technik eingesetzt hat, war der LOEWE-CSC im Rechenzentrum der Goethe-Uni im Industriepark Infraserv. Das Hessische Wissenschaftsministerium hatte diese Investition sowohl über direkte Mittel als auch aus dem LOEWE-Programm mit insgesamt fast zwei Millionen Euro unterstützt. Wir ernten also heute gemeinsam die Früchte dieser Förderung und des 2008 begründeten LOEWE-Programms.“

Die Präsidentin der Goethe-Universität Prof. Dr. Birgitta Wolff betont: „Genauso wenig, wie es zu Goethes Zeiten sinnvoll war, vor eine Postkutsche immer mehr Pferde zu spannen, um schneller zu werden, so stehen wir heute auch bei der IT vor einem grundlegenden Paradigmenwechsel. Damals war die Eisenbahn die Antwort auf das Geschwindigkeitsproblem. Heute hat die smarte IT-Wirtschaft ein massives Nachhaltigkeits- und Energieproblem. Die IT-basierte Gesellschaft benötigt für ihren enormen Datenhunger neue energetische Konzepte für Großrechner, die den Energieverbrauch drastisch senken. Eine solche Lösung hat Volker Lindenstruth von der Goethe-Universität entwickelt. Die jetzt von unserer Tochter Innovectis begleitete, erfolgreiche Patentierung ist ein großer Schritt in Richtung auf eine Verbreitung und wirtschaftliche Verwertung dieser wirklich smarten Technologie.“

Prof. Dr. Volker Lindenstruth, Professor für die Architektur von Hochleistungsrechnern an der Goethe-Universität, hebt hervor: „Die erfolgreiche Patentierung ist ein Meilenstein für die weitere globale Vermarktung unseres Green-IT-Ansatzes. Es liegen dafür bereits Anfragen aus verschiedenen Regionen der Welt vor. Dies beflügelt unsere weitere Arbeit, zumal wir mit NDC nun auch einen leistungsstarken Wirtschaftspartner für die Umsetzung an unserer Seite haben.“

Prof. Dr. Karlheinz Langanke, Forschungsdirektor des GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und FAIR – Facility for Antiproton and Ion Research in Europe, sagt: „Das Höchstleitungs-Rechenzentrum Green IT Cube am GSI Helmholtzzentrum ist ein herausragendes Beispiel, wie aus der Grundlagenforschung praktisch nutzbare Erkenntnisse und Entwicklungen entstehen. Der Green IT Cube wurde entwickelt für enorme Mengen an Messdaten aus der wissenschaftlichen Forschung: Er bietet die benötigten höchsten Rechenkapazitäten und ist dabei einzigartig energieeffizient und platzsparend.“

Markus Bodenmeier, Mitgründer und Partner von NDC: „Die NDC Data Centers GmbH baut mithilfe der Innovationen von Professor Volker Lindenstruth der Goethe-Universität und der GSI die energieeffizientesten und ressourcenschonendsten Rechenzentren. So können wir die Vorteile der exponentiell wachsenden Digitalisierung nachhaltig gewährleisten. Wir liegen damit im Trend — die großen Cloudbetreiber fokussieren sich aktuell auf die Auswirkungen ihrer Aktivitäten auf die Umwelt.”

Weitere Statements beteiligter Experten

Dr. Martin Raditsch, Geschäftsführer der Innovectis GmbH, einem Tochterunternehmen der Goethe-Universität, erklärt: „Die Anwendung dieser Technologie ist ein sehr schönes Beispiel, dass Resultate aus Grundlagenforschung der Universität und deren Transfer  zu technologischen Lösungen gesellschaftlicher Herausforderungen führen. Die fortschreitende Digitalisierung von Industrie und Gesellschaft kann nun durch unsere Technologie deutlich energiesparender umgesetzt werden.“

Dr. Tobias Engert, Leiter der Technologietransfer-Abteilung bei GSI freut sich über den Erfolg: „Das Kühlkonzept des Green IT Cubes bei GSI beruht auf einer innovativen Idee zur Senkung der Energiekosten, die nun gemeinsam mit Innovectis erfolgreich an NDC vermarktet werden konnte. Mit einem innovativen Kühlsystem ausgestattet, erfüllt der Green IT Cube die hohen Anforderungen an optimale Energieeffizienz und höchste Rechenleistung und wird später das zentrale Rechenzentrum der neuen Beschleunigeranlage FAIR – Facility for Antiproton an Ion Research werden. Die Vermarktung der Patente ist wohl einer der bedeutendsten Technologietransfers von GSI in die Industrie.“ Sein Kollege Michael Geier, Leiter der Abteilung Patente, ergänzt: „Der Verkauf der Patente an NDC belegt, wie wichtig es ist, die in Forschungseinrichtungen wie GSI entwickelten neuen technischen Lösungen durch Patente abzusichern. Solche Patente sind ein entscheidender Faktor für einen Technologietransfer in die Industrie, durch den Einnahmen generiert werden, die dann wieder in die Forschung fließen.“ (GU/JL)

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Presse Aktuelles FAIR
news-3610 Wed, 05 Feb 2020 11:16:00 +0100 Chemieolympioniken besuchen FAIR und GSI https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3610&cHash=25d3eaea3b69bcb2514ee0d1d9fa9550 21 Teilnehmerinnen und Teilnehmer der Internationalen Chemieolympiade nutzten Ende Januar die Gelegenheit, um spannende Einblicke in die Forschung von FAIR und GSI zu erhalten. Begleitet wurden die jungen Talente aus Hessen und Thüringen von den verantwortlichen Betreuern der Internationalen Chemieolympiade (IChO) und ehemaligen Chemieolympioniken. 21 Teilnehmerinnen und Teilnehmer der Internationalen Chemieolympiade nutzten Ende Januar die Gelegenheit, um spannende Einblicke in die Forschung von FAIR und GSI zu erhalten. Begleitet wurden die jungen Talente aus Hessen und Thüringen von den verantwortlichen Betreuern der Internationalen Chemieolympiade (IChO) und ehemaligen Chemieolympioniken.

Nach einem Überblicksvortrag erkundeten die Jugendlichen auf einem Rundgang Teilchenbeschleuniger und Experimentierstationen auf den FAIR- und GSI-Campus. Sie konnten die Fortschritte auf dem FAIR-Baufeld und die Entwicklung der Magnete für die FAIR-Beschleunigeranlage am Magnet-Teststand in Augenschein nehmen. Von besonderem Interesse für die jungen Talente waren die Forschungsaktivitäten rund um die Entdeckung und Erforschung chemischer Elemente. Abgerundet wurde der Besuch durch eine Diskussionsrunde mit GSI-Wissenschaftler Thomas Neff aus der Abteilung Theorie, der als Schüler ebenfalls Teilnehmer der Chemieolympiade war. „Neugierig sein und Fragen stellen – diese zwei Dinge sind wichtige Voraussetzungen für Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen, um neue Erkenntnisse in der Grundlagenforschung zu erlangen“, gab Thomas Neff tiefergehende Einblicke in den Forscheralltag an einem Forschungszentrum.

Die jungen Talente aus den Oberstufenklassen haben sich in einem Auswahlverfahren für ein mehrtägiges Seminar in Darmstadt qualifiziert. Neben chemischen Untersuchungen und dem Lösen von Übungsaufgaben ist die Exkursion zu FAIR und GSI fester Bestandteil des Seminars. „FAIR und GSI haben unsere Jugendlichen beeindruckt, den Forschergeist beflügelt und Sehnsüchte entfacht. Die Exkursion regt zum weiteren Nachdenken und zu vielen intensiven Diskussionen an“, stellte Uta Purgahn, die Landesbeauftragte des IChO Thüringen, die Bedeutung der Exkursion heraus. (JL)

 

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Aktuelles
news-3604 Thu, 30 Jan 2020 12:00:00 +0100 Erstes Magnetmodul einer Serie für FAIR-Ringbeschleuniger SIS100 angeliefert: Kalttests laufen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3604&cHash=673b695634a914e3eade1006f6d326ce Die Technologie hinter dem FAIR-Projekt ist einzigartig und in vielen Bereichen maßgefertigt. Im großen Ringbeschleuniger SIS100, dem Herzstück des künftigen Beschleunigerzentrums FAIR, werden verschiedene ausgefeilte Magnete und ganze Magnetsysteme dafür sorgen, dass der Ionenstrahl präzise gelenkt und fokussiert wird. Zu ihnen gehören auch die Quadrupolmodule. Das erste (FoS, First of Series) ist nun fertiggestellt und zu GSI geliefert worden. Die Technologie hinter dem FAIR-Projekt ist einzigartig und in vielen Bereichen maßgefertigt. Im großen Ringbeschleuniger SIS100, dem Herzstück des künftigen Beschleunigerzentrums FAIR, werden verschiedene ausgefeilte Magnete und ganze Magnetsysteme dafür sorgen, dass der Ionenstrahl präzise gelenkt und fokussiert wird. Zu ihnen gehören auch die Quadrupolmodule. Das erste (FoS, First of Series) ist nun fertiggestellt und zu GSI geliefert worden. Vor der Auslieferung nach Darmstadt hat das Modul bereits erfolgreich ein umfangreiches Testprogramm (FAT, Factory Acceptance Test) unter Raumtemperatur-Bedingungen beim Hersteller Bilfinger Noell in Würzburg durchlaufen.

Das Quadrupol-Doublet-Modul besteht aus zwei supraleitenden Quadrupoleinheiten, die am Joint Institute for Nuclear Research (JINR) im russischen Dubna gefertigt wurden, und verschiedenen von GSI gelieferten, kryogenen Komponenten (beispielsweise Strahlpositionsmonitore, Ionenfänger und dünnwandige Quadrupolkammern). Neben der Integration dieser Komponenten des Quadrupolmoduls ist Bilfinger Noell auch für die Fertigung des Kryostatbehälters, des gemeinsamen Tragwerkes, des Wärmeschildes und anderer Teile verantwortlich.

Vor der Integration der Komponenten muss die kalte Masse – also der zu kühlende Teil der Magnete – auf  zwei gemeinsame Träger montiert und installiert werden. Die dabei erforderliche hochpräzise Positionierung der kalten Masse wird, ähnlich wie bei den Dipolmagneten, mit einem speziellen Gestänge erreicht. Insgesamt ist der hohe Integrationsgrad eine der großen Herausforderungen der SIS100-Quadrupolmodule. Denn die Integration von zwei Quadrupol-Einheiten in einem gemeinsamen Kryostatbehälter ist eine Konstruktion, die von anderen Beschleunigeranlagen abweicht.

Der Vorteil dieses neuartigen Designs: Es ermöglicht eine kompakte Bauweise des FAIR-Ringbeschleunigers SIS100, erlaubt außerdem die Anwendung innovativer Technologien wie beispielsweise kryogener Ionenfänger und bietet ionenoptische Vorteile. Da diese Technologie bisher noch nirgends realisiert wurde, war der erste Kalttest des gelieferten Moduls bei seiner endgültigen Betriebstemperatur von -270 Grad ein besonders spannender Moment für das Projektteam und von großer Bedeutung für das SIS100-Projekt.

Der erste Kalttest wurde bei GSI an der Testeinrichtung für supraleitende Beschleunigermagneten (STF, Series Test Facility) vorgenommen. Das Ergebnis: Der gemeinsame Träger zeigte eine lineare Schrumpfung, aber keine signifikante seitliche Bewegung der Position der Quadrupol-Einheiten. Die experimentelle Verifikation dieses erwarteten Verhaltens des Trägers bei Temperaturwechseln war ein wichtiger Schritt für das gesamte SIS100-Projekt. In den kommenden Wochen und Monaten wird das Modul sorgfältig evaluiert. Dazu gehören unter anderem Hochspannungsisolationstests und geometrische Messungen, Untersuchungen zur thermomechanischen Belastung und Leistungstests mit den Haupt- und Korrekturmagneten.

Begleitet wird das Testprogramm von Fachleuten des italienischen nationalen Kernphysikinstituts (INFN, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare). In der Einrichtung im italienischen Salerno werden später weitere Tests, die SATs (Site Acceptance Tests) der gesamten Quadrupol-Modulreihe, durchgeführt. Hierfür wurden in der zweiten Jahreshälfte 2019, mit dem INFN und der Universität Salerno verschiedene vertragliche Vereinbarungen getroffen. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3608 Tue, 28 Jan 2020 10:22:05 +0100 FAIR ist elfter Mitveranstalter des Big Science Business Forums 2020 https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3608&cHash=3d28972b0bf71442997c3418bf1dcc72 Das internationale Organisationskomitee des Big Science Business Forums 2020 (BSBF2020) hat FAIR als elfte mitorganisierende Großforschungseinrichtung akzeptiert. FAIR wird vom 6. bis 9. Oktober technische, wissenschaftliche und administrative Delegierte zum BSBF2020 in Granada entsenden. Die Teilnehmer des BSBF2020 erhalten die Möglichkeit, sich eingehend mit den Beschaffungsplänen von FAIR vertraut zu machen und mit den technischen Vertretern von FAIR in Kontakt zu treten. Das internationale Organisationskomitee des Big Science Business Forums 2020 (BSBF2020) hat FAIR als elfte mitorganisierende Großforschungseinrichtung akzeptiert. FAIR wird vom 6. bis 9. Oktober technische, wissenschaftliche und administrative Delegierte zum BSBF2020 in Granada entsenden. Die Teilnehmer des BSBF2020 erhalten die Möglichkeit, sich eingehend mit den Beschaffungsplänen von FAIR vertraut zu machen und mit den technischen Vertretern von FAIR in Kontakt zu treten.

Das Big Science Business Forum 2020 wird die zweite Veranstaltung der zentralen Anlaufstelle für europäische Unternehmen und andere Interessenvertreter sein, die sich über die künftigen Investitionen und Beschaffungen der europäischen Großforschungsorganisationen informieren möchten, die ein Gesamtvolumen von 38.400 Millionen Euro ausmachen. Dem Erfolg des ersten BSBF folgend, das 2018 in Kopenhagen stattfand, wird das Forum erneut den Unternehmen die Möglichkeit bieten, sich über Geschäftsmöglichkeiten in den kommenden Jahren in einer Vielzahl von Geschäftsbereichen und Technologien zu informieren.

Sie haben die Möglichkeit, Vertreter der europäischen Big Science-Organisationen (wie FAIR) und ihre wichtigsten Lieferanten und Technologieexperten zu treffen, sich zu vernetzen und langfristige Partnerschaften aufzubauen, ihr Fachwissen und ihr Potenzial für den Big Science-Markt durch die Teilnahme an der offenen Ausstellungsfläche zu präsentieren und einen Einblick zu erhalten, wie Unternehmen mit dem Big-Science-Markt interagieren können. (CP)

Weitere Informationen:

Webseite des Big Science Business Forums 2020 (Englisch)

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Aktuelles FAIR
news-3606 Mon, 27 Jan 2020 13:00:00 +0100 „Urban Sketchers“ setzen GSI und FAIR in Szene https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3606&cHash=f428fa0b1226b787a831fb03ab95b827 Mit Zeichenstiften, Farbpaletten und weiteren Malutensilien waren die „Urban Sketchers Rhein-Main“ zu Gast bei GSI und FAIR. Das Motto des internationalen Künstlernetzwerks, das auf der ganzen Welt mit regionalen Gruppen vertreten ist, lautet: „Wir zeigen die Welt – Zeichnung für Zeichnung.“ Dazu besuchen die Gruppenmitglieder interessante Orte, die sie malen oder zeichnen. Diesmal war es die Welt der schnellen Ionen und des Universums im Labor, die von „Urban Sketchers“ in den Fokus genommen und auf Mit Zeichenstiften, Farbpaletten und weiteren Malutensilien waren die „Urban Sketchers Rhein-Main“ zu Gast bei GSI und FAIR. Das Motto des internationalen Künstlernetzwerks, das auf der ganzen Welt mit regionalen Gruppen vertreten ist, lautet: „Wir zeigen die Welt – Zeichnung für Zeichnung.“ Dazu besuchen die Gruppenmitglieder interessante Orte, die sie malen oder zeichnen. Diesmal war es die Welt der schnellen Ionen und des Universums im Labor, die von den „Urban Sketchers“ in den Fokus genommen und auf Papier festgehalten wurde.

Bei ihrem Besuch auf dem Forschungscampus gab Dr. Ingo Peter, Leiter der Öffentlichkeitsarbeit von GSI und FAIR, den mehr als 30 Künstlerinnen und Künstlern zunächst einen Überblick in die aktuelle Forschung und das derzeit bei GSI entstehende internationale Beschleunigerzentrum FAIR. Danach war Zeit für spannende Entdeckungen und Motivsuche rund um die bestehenden Beschleunigeranlagen, Experimentaufbauten, Hightech-Komponenten und die Plattform, die einen weiten Blick auf die Mega-Baustelle für FAIR und den großen Ringbeschleuniger, das Herzstück der künftigen Anlage, ermöglicht.

Den „Urban Sketchers“ boten sich zahlreiche außergewöhnliche Motive, vom großen Ganzen bis zum ästhetischen Hightech-Detail. Am Ende des Besuchs hatte die Gruppe eine große Bandbreite an Kunstwerken vor sich liegen – außergewöhnlich, exakt beobachtet und mit ganz individueller Handschrift umgesetzt. Wie es das Manifest der „Sketchers“ festlegt, veröffentlichen die Zeichnenden, ob professionelle Künstler oder begeisterte Amateure, ihre Zeichnungen sowie Informationen über ihre Aktivitäten online über Blogs und Social-Media-Kanäle. (BP)

Mehr Informationen

Urban Sketchers Rhein-Main

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Aktuelles FAIR
news-3602 Fri, 24 Jan 2020 09:41:00 +0100 Ein Besuch aus dem italienischen Parlament https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3602&cHash=ab46a7587eebfdb7978584896ff49a04 Kürzlich besuchte Laura Garavini, Senatorin im italienischen Parlament, FAIR und GSI. Begleitet wurde sie von Santi Umberti, SPD-Stadtverordneter und Vorsitzender des Ausschusses für Wirtschaftsförderung und Wissenschaft der Stadt Darmstadt. Kürzlich besuchte Laura Garavini, Senatorin im italienischen Parlament, FAIR und GSI. Begleitet wurde sie von Santi Umberti, SPD-Stadtverordneter und Vorsitzender des Ausschusses für Wirtschaftsförderung und Wissenschaft der Stadt Darmstadt. Begrüßt wurden die beiden Besucher von Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von FAIR und GSI, sowie Jörg Blaurock, Technischer Geschäftsführer von FAIR und GSI, Professor Marco Durante, Leiter der GSI-Forschungsabteilung Biophysik, und Dr. Ingo Peter, Leiter der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit von GSI und FAIR.

Nach einführenden Präsentationen über die bestehenden GSI-Beschleuniger, -Experimente und -Erfolge sowie über das FAIR-Projekt warfen die Gäste anschließend bei einer Bustour über die FAIR-Baustelle einen Blick auf den Baufortschritt. Es folgte eine Führung durch die GSI-Anlagen, bei der sie sich über die medizinischen Anwendungen von Ionenstrahlen und den Großdetektor HADES informierten.

GSI und FAIR pflegen eine enge und langjährige Zusammenarbeit mit Italien und seinen vielfältigen Forschungseinrichtungen. Eine große Zahl italienischer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler trägt zu den FAIR-Experimenten bei. Hochrangige italienische Forschende sind in vielen der mit FAIR und GSI verbundenen wissenschaftlichen Gremien vertreten. Zusätzlich stellt Italien Technologie für FAIR zur Verfügung, beispielsweise Magnetprototypen und Kältetests der supraleitenden Quadrupolmodule für den SIS100-Ringbeschleuniger. (CP)

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Aktuelles FAIR
news-3600 Wed, 22 Jan 2020 09:30:00 +0100 Grundsatzerklärung: Wissenschaftliche Zusammenarbeit mit Universität Salerno soll intensiviert werden https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3600&cHash=02010ade81ad1dca09066951e4a8e87a Perspektiven und Möglichkeiten der künftigen Zusammenarbeit mit der Universität Salerno standen im Mittelpunkt eines Besuchs des Wissenschaftlichen Geschäftsführers von FAIR und GSI, Professor Paolo Giubellino. Ziel ist, den wissenschaftlichen Austausch der Forscherinnen und Forschern zu intensivieren. Zur Förderung der wissenschaftlichen und technologischen Kooperationen zwischen FAIR, der Universität Salerno (UNISA) und dem dortigen Fachbereich Physik wurde nun ein „Memorandum of Understanding (MoU)“ als Perspektiven und Möglichkeiten der künftigen Zusammenarbeit mit der Universität Salerno standen im Mittelpunkt eines Besuchs des Wissenschaftlichen Geschäftsführers von FAIR und GSI, Professor Paolo Giubellino. Ziel ist, den wissenschaftlichen Austausch der Forscherinnen und Forschern zu intensivieren. Zur Förderung der wissenschaftlichen und technologischen Kooperationen zwischen FAIR, der Universität Salerno (UNISA) und dem dortigen Fachbereich Physik wurde nun ein „Memorandum of Understanding (MoU)“ als Grundsatzerklärung unterzeichnet.

Das MoU über die Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Kernforschung und Beschleunigerwissenschaften und -technologien sowie anderer wissenschaftlicher Bereiche von gemeinsamem Interesse wurde zwischen GSI/FAIR, vertreten durch den Wissenschaftlichen Geschäftsführer Professor. Paolo Giubellino, der Universität Salerno, vertreten durch seinen Rektor Professor Vincenzo Loia, und dem Fachbereich Physik, vertreten durch seinen Direktor Professor Salvatore De Pasquale abgeschlossen. Die Zeremonie fand auf dem Universitätsgelände in Fisciano statt, in Anwesenheit von Professor Luca Lista, Direktor der Sektion Neapel der italienischen nationalen Kernphysikinstitution (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, INFN).

Diese Zusammenarbeit wird in Kürze mit Aktivitäten an der Universität Salerno in Zusammenhang mit den Kalttests von supraleitenden Magnetmodulen für den derzeit im Bau befindlichen großen FAIR-Ringbeschleuniger SIS100 beginnen. In diesem Rahmen ist ein gegenseitiger Austausch von Forschenden und Studierenden vorgesehen, um das Wissen im Bereich der kryogenen Anlagen für supraleitende Magnete für Teilchenbeschleuniger zu vertiefen.

„Dies wird nur der erste Schritt für eine umfassendere Zusammenarbeit bei der Entwicklung verschiedener Technologien im Bereich der Kernphysik sein“, kündigten die Beteiligten gemeinsam an. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3598 Mon, 20 Jan 2020 10:19:00 +0100 Neuer Atomkern gefunden – weit von Stabilität entfernt https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3598&cHash=f3b3eae206ab2a853d65411792b4224f Wo endet die Welt der Atomkerne? Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sind weiter in das Reich der instabilen Elemente eingedrungen als bisher. Am Fragmentseparator des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung hat eine Experiment-Kollaboration erstmals Kalium-31 nachgewiesen, ein Isotop mit acht Neutronen weniger als ein übliches stabiles Kalium-Atom. Ein Atomkern so weit außerhalb der Stabilität wurde bisher noch nie beobachtet. Die Ergebnisse veröffentlichten die Forschenden in der ... Wo endet die Welt der Atomkerne? Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sind weiter in das Reich der instabilen Elemente eingedrungen als bisher. Am Fragmentseparator des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung hat eine Experiment-Kollaboration erstmals Kalium-31 nachgewiesen, ein Isotop mit acht Neutronen weniger als ein übliches stabiles Kalium-Atom. Ein Atomkern so weit außerhalb der Stabilität wurde bisher noch nie beobachtet. Die Ergebnisse veröffentlichten die Forschenden in der Fachzeitschrift Physical Review Letters.

Es ist ein exotischer Atomkern, der weiter außerhalb der Protonen-Dripline liegt, als bisher jemals beobachtet: Kalium-31 ist zwar mit einer Halbwertszeit von weniger als eine Nanosekunde extremst kurzlebig, aber dass der Atomkern überhaupt existiert, ist ein neuer Rekord. Die Protonen-Dripline markiert in der Physik eine Grenze, hinter der die ungebundenen Atomkerne liegen. Wegen des unausgewogenen Verhältnisses von Neutronen und Protonen können sie kaum noch existieren und zerfallen sehr schnell. Kalium-31 liegt vier Neutronen weit außerhalb von dieser Dripline. Ein Atomkern so weit von der Grenze entfernt wurde bisher noch nie beobachtet.

Das exotische Isotop von Kalium wurde mithilfe der Teilchenbeschleunigeranlage auf dem GSI/FAIR-Campus erzeugt. Der Ringbeschleuniger SIS18 und der Fragmentseparator (FRS) produzierten in Kombination einen sekundären Teilchenstrahl von Argon-31, der wiederum auf ein Beryllium-Target geschossen wurde. Auf diese Weise gelang es dem Forschungsteam das Kalium-31 herzustellen. Daria Kostyleva, die gerade ihre Doktorabeit bei GSI, FAIR und an der Universität Gießen schreibt, hat die Daten des Fragmentseparator-Experiments analysiert und Simulationen durchgeführt. „Wir sind noch nicht an der Grenze von ungebundenen Systemen zu chaotischer Kernmaterie angekommen“, sagt sie. „Es könnte Atomkerne geben, die bis zu sieben Neutronen weit von der Protonen-Dripline weg sind. Wir wollen testen, ob die Grundprinzipien der Kernphysik dort immer noch gelten.“

Diese chaotischen Systeme könnten in Zukunft an der neuen Teilchenbeschleunigeranlage FAIR gefunden werden. Die Detektoren, mit denen die Entdeckung gemacht wurde, sind Teil des Experimentprogramms am Super-Fragmentseparator, der an FAIR betrieben werden soll und Teil der großen Experimentkollaboration NUSTAR ist. Dank des wesentlich intensiveren Teilchenstrahls von FAIR und den höheren Energien, die erreicht werden können, erwarten die Wissenschaftler viele neue Isotope zu entdecken. Die Experimente, die die weit von der Protonen-Dripline entfernten ungebundenen Systeme untersuchen, werden von der EXPERT-Kollaboration (EXotic Particle Emission and Radioactivity by Tracking) des Super-FRS durchgeführt. An den EXPERT-Experimenten sind unter anderem Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von GSI und FAIR, der Universität Gießen, des Vereinigten Instituts für Kernforschung in Dubna (Russland), der Silesian Universität in Opava (Tschechische Republik) und der Universität Warschau (Polen) beteiligt. (LW)

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Original-Publikation: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.092502

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Aktuelles FAIR
news-3591 Thu, 16 Jan 2020 10:13:00 +0100 HADES-Kollaboration seit 25 Jahren Teil von GSI/FAIR https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3591&cHash=c16419092f0607c5920d08464ef521d5 Im Jahr 1994 wurde die heute aus mehr als 150 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus neun Ländern bestehende internationale HADES-Kollaboration, die den gleichnamigen Großdetektor bei GSI betreibt, Teil von GSI. Das 25-jährige Bestehen des Zusammenschlusses feierte die Kollaboration vor Kurzem mit einem Sonderkolloquium auf dem FAIR/GSI-Campus und einer Kunstausstellung in der Kantine. HADES wird in der Zukunft ein wichtiger Teil der CBM-Experimentsäule an FAIR werden. Im Jahr 1994 wurde die heute aus mehr als 150 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus neun Ländern bestehende internationale HADES-Kollaboration, die den gleichnamigen Großdetektor bei GSI betreibt, Teil von GSI. Das 25-jährige Bestehen des Zusammenschlusses feierte die Kollaboration vor Kurzem mit einem Sonderkolloquium auf dem FAIR/GSI-Campus und einer Kunstausstellung in der Kantine. HADES wird in der Zukunft ein wichtiger Teil der CBM-Experimentsäule an FAIR werden.

Sechs Jahre lang plante die HADES-Kollaboration den HADES-Großdetektor, der in 2001 mit Strahlen aus dem GSI-Ringbeschleuniger SIS18 erstmals in Betrieb genommen wurde. HADES steht für Elektron-Positron-Detektor mit einer großen Akzeptanz (High Acceptance Di-Electron Spectrometer) und besteht aus verschiedenen Detektorsystemen mit etwa 100.000 individuellen Messzellen sowie einem supraleitenden Magnet zur Ablenkung geladener Teilchen. Der besondere Aufbau von HADES ermöglicht es, Teilchen mit sehr hoher Präzision zu messen und außerdem sehr seltene Teilchen zu finden.

Während der letzten Messkampagne produzierte HADES eine Datenmenge von bis zu einem Gigabyte in der Sekunde. Um gezielt mehr über den Aufbau von Neutronen und Protonen zu erfahren und so die Frage nach dem Ursprung der Masse zu beantworten, untersuchen die Forscher Elektron-Positron-Paare, deren Spuren in den riesigen Datenmengen identifiziert werden müssen. Auf diese Weise ermöglicht das haushohe HADES-Detektorsystem den Forschenden spannende Einblicke in die Geschehnisse bei der Kollision zweier schwerer Kerne bei relativistischen Energien. HADES erlaubt es ihnen auch, den mikroskopischen Eigenschaften extremer Materiezustände, wie sie etwa im Inneren von Neutronensternen vorliegen, im Labor auf die Spur zu kommen. Weitere Höhepunkte der HADES-Forschung mit Schwerionenstößen sind die Erzeugung von Strangeness und mikroskopische Eigenschaften von dichter Kernmaterie.

Erst vor Kurzem wurde der Messaufbau einem umfangreichen Upgrade unterzogen. Das 4,5 Meter hohe und 4,5 Meter breite Elektromagnetische Kalorimeter (ECAL) wurde in den vergangenen Monaten hinter dem bisherigen Detektor aufgebaut. Es enthält 16 Tonnen Bleiglas, die es Wissenschaftlern ermöglichen in Zukunft auch Photonen direkt nachzuweisen, statt wie bisher über deren Konversionsprozess. Durch die Messung der Photonen können nun auch neutrale Mesonen nachgewiesen werden, oder auch elektromagnetische Zerfälle von Hyperonen untersucht werden.

HADES wird in Zukunft ein wichtiger Teil des Experimentierprogramms zur Untersuchung komprimierter Kernmaterie CBM an der internationalen Beschleunigeranlage FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) werden, die aktuell bei GSI errichtet wird. Forscherinnen und Forscher werden unter anderem Vorgänge in Neutronensternen mit nie da gewesener Präzision und über einen sehr weiten Dichtebereich untersuchen können. (CP)

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Aktuelles
news-3596 Tue, 14 Jan 2020 10:48:02 +0100 Vizepräsident der TU Darmstadt war zu Gast bei FAIR und GSI https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3596&cHash=05739680f12526f7ada40113007b7cac Professor Ralph Bruder, Arbeitswissenschaftler und bis Ende 2019 Vizepräsident der Technischen Universität Darmstadt war vor Kurzem Gast bei FAIR und GSI. Er wurde von Paolo Giubellino, dem Wissenschaftlichen Geschäftsführer von FAIR und GSI, Jörg Blaurock, dem Technischen Geschäftsführer von FAIR und GSI, sowie Dorothee Sommer, der Leiterin Human Resources, und Ingo Peter, dem Leiter der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, in Empfang genommen. Professor Ralph Bruder, Arbeitswissenschaftler und bis Ende 2019 Vizepräsident der Technischen Universität Darmstadt war vor Kurzem Gast bei FAIR und GSI. Er wurde von Paolo Giubellino, dem Wissenschaftlichen Geschäftsführer von FAIR und GSI, Jörg Blaurock, dem Technischen Geschäftsführer von FAIR und GSI, sowie Dorothee Sommer, der Leiterin Human Resources, und Ingo Peter, dem Leiter der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, in Empfang genommen.

Zentrale Themen der einführenden Präsentation und einer gemeinsamen Diskussion waren die langjährigen Kooperationen zwischen den Institutionen. Die TU Darmstadt und FAIR und GSI sind seit vielen Jahren eng miteinander vernetzt und arbeiten auf vielen Gebieten erfolgreich zusammen. Die Kombination aus Lehre, Forschung und einer exzellenten Forschungsinfrastruktur bildet die Grundlagen für die zahlreichen erfolgreichen Projekte.
Auf einem Rundgang durch die Forschungsanlage erläuterten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die eng mit der TU Darmstadt kooperieren, ihre Forschungsprojekte. Die Wissenschaft am Großdetektor HADES erörterte Tetyana Galatyuk, Professorin am Institut für Kernphysik an der TU Darmstadt und leitende Wissenschaftlerin an HADES und CBM bei GSI. Vincent Bagnoud, Privatdozent im Fachbereich Kernphysik der TUD und Abteilungsleiter Plasmaphysik bei GSI, stellte den Hochleistungslaser PHELIX sowie die aktuellen Experimente vor. Christian Graeff, Gruppenleiter der Medizinphysik und Stellvertretender wissenschaftlicher Leiter der Biophysik, gab einen Einblick in die medizinische Forschung am Behandlungsplatz der Krebstherapie. Über die Fortschritte beim Großprojekt FAIR konnte sich Professor Ralph Bruder bei einem Blick von der Besucherplattform auf die FAIR-Baustelle und bei der Besichtigung des Kryo-Teststands für supraleitende Magnete informieren. Den Abschluss des Besuchs bildete ein Fachgespräch mit Dorothee Sommer. (JL)

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Aktuelles
news-3593 Mon, 13 Jan 2020 10:36:00 +0100 Neues Programm der öffentlichen Vortragsreihe „Wissenschaft für Alle“ https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3593&cHash=21a4d60831442f9f7bfaa0854a1d98db Unter dem Thema Sterne und Weltall steht das neue Programm der ersten Jahreshälfte 2020 der öffentlichen Vortragsreihe „Wissenschaft für Alle“ von GSI und FAIR in Darmstadt. Den Auftakt macht Kathrin Göbel von der Goethe-Universität Frankfurt am 22. Januar 2020 mit ihrem Vortrag "Schicksalsjahre eines Sterns – Wenn das Kleine das Große bestimmt". Unter dem Thema Sterne und Weltall steht das neue Programm der ersten Jahreshälfte 2020 der öffentlichen Vortragsreihe „Wissenschaft für Alle“ von GSI und FAIR in Darmstadt. Den Auftakt macht Kathrin Göbel von der Goethe-Universität Frankfurt am 22. Januar 2020 mit ihrem Vortrag "Schicksalsjahre eines Sterns – Wenn das Kleine das Große bestimmt".

Neben einem Vortrag zur Untersuchung der kosmischen Strahlung bei GSI und FAIR gelang es des Weiteren, Thomas Reiter von der European Space Agency ESA, der als Astronaut mehrere Flüge ins All unternommen hat, für einen Vortrag zu gewinnen. Beiträge zu Stadtentwicklung für die Wissenschaft, Quantenkryptografie und supraleitender Magnettechnik am zukünftigen FAIR-Beschleuniger runden das Programm ab.

Die Vortragsreihe "Wissenschaft für Alle" richtet sich an alle an aktueller Wissenschaft und Forschung interessierten Personen. In den Vorträgen wird über die Forschung und Entwicklungen an GSI und FAIR berichtet, aber auch über aktuelle Themen aus anderen Wissenschafts- und Technikfeldern.

Ziel der Reihe ist es, die wissenschaftlichen Vorgänge für Laien verständlich aufzubereiten und darzustellen, um so die Forschung einem breiten Publikum zugänglich zu machen. Die Vorträge werden von GSI- und FAIR-Mitarbeitern oder von externen Rednern aus Universitäten und Forschungsinstituten gehalten.

Aktuelles Programm:
  • Mittwoch, 22.01.2020, 14 Uhr
    Schicksalsjahre eines Sterns – Wenn das Kleine das Große bestimmt
    Kathrin Göbel, Goethe-Universität Frankfurt
     
  • Mittwoch, 19.02.2020, 14 Uhr
    Mehr als FAIR – Stadtentwicklung für die Wissenschaft
    Annette Rudolph-Cleff, Technische Universität Darmstadt
     
  • Mittwoch, 18.03.2020, 14 Uhr
    Das “Quanten” in Quantenkryptographie – na und?
    Thomas Walther, Technische Universität Darmstadt
     
  • Mittwoch, 22.04.2020, 14 Uhr
    Exploration des Weltraums – Aktuelle Höhepunkte und zukünftige Entwicklungen
    Thomas Reiter, European Space Agency ESA
     
  • Mittwoch, 20.05.2020, 14 Uhr
    Das Weltall im Labor – Kosmische Strahlung am Teilchenbeschleuniger und Strahlenschutz für Astronauten
    Ulrich Weber, GSI
     
  • Mittwoch, 17.06.2020, 14 Uhr
    Kühlschrankmagnete mal anders: die supraleitende Teilchenoptik von FAIR (mit einem Vorwort von Hans Christian Oerstedt)
    Christian Roux, GSI

Die Vorträge finden im großen gemeinsamen Hörsaal der Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR) und des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung, Planckstraße 1, 64291 Darmstadt, statt. Der Eintritt ist frei, eine Anmeldung ist nicht erforderlich. Externe Teilnehmer werden gebeten, für den Einlass ein Ausweisdokument bereitzuhalten. (CP)

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Presse Aktuelles
news-3594 Fri, 10 Jan 2020 09:02:00 +0100 Explosion oder Kollaps? – Experiment über Beta-Zerfall wirft Licht auf das Schicksal von Sternen mittlerer Masse https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3594&cHash=1da98fa3df0db5e88e5dfc762146975e Einer Gruppe von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, unter ihnen mehrere vom GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung sowie der Technischen Universität Darmstadt, ist es gelungen, experimentell die Bedingungen von Kernprozessen in Materie, die zehn Millionen mal dichter und 25-mal heißer ist als im Mittelpunkt unserer Sonne, zu bestimmen. Ein Resultat der Messungen ist, dass Sterne mittlerer Masse mit hoher Wahrscheinlichkeit explodieren und nicht kollabieren, wie bisher angenommen. Einer Gruppe von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, unter ihnen mehrere vom GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung sowie der Technischen Universität Darmstadt, ist es gelungen, experimentell die Bedingungen von Kernprozessen in Materie, die zehn Millionen mal dichter und 25-mal heißer ist als im Mittelpunkt unserer Sonne, zu bestimmen. Ein Resultat der Messungen ist, dass Sterne mittlerer Masse mit hoher Wahrscheinlichkeit explodieren und nicht kollabieren, wie bisher angenommen. Die Ergebnisse sind nun im Fachmagazin Physical Review Letters veröffentlicht worden. Sie verdeutlichen die faszinierenden Möglichkeiten, die zukünftige Beschleunigeranlagen wie FAIR bieten, um die Prozesse besser zu verstehen, die der Entwicklung des Universums zugrunde liegen.

Abhängig von ihrer Masse entwickeln sich Sterne im Laufe ihres Daseins sehr unterschiedlich. Sterne geringer Masse, wie etwa unsere Sonne, werden am Ende zu weißen Zwergen. Massereiche Sterne andererseits enden in einer spektakulären Explosion, die man als Supernova bezeichnet, und lassen entweder einen Neutronenstern oder ein schwarzes Loch zurück. Das Schicksal der massearmen und massereichen Sterne ist gut verstanden, aber die Situation bei Sternen mittlerer Masse, die zwischen sieben und elf Sonnenmassen aufweisen, war bisher unklar. Dies ist überraschend, da sie in unserer Galaxie weitverbreitet sind.

„Das Schicksal der Sterne mittlerer Masse hängt von einem winzigen Detail ab, nämlich wie leicht das Isotop Neon-20 im Inneren des Sterns sich Elektronen einfangen kann. Je nach Elektroneneinfangsrate wird der Stern entweder in einer thermonuklearen Explosion zerstört oder er kollabiert und bildet einen Neutronenstern“, erklärt Professor Gabriel Martínez-Pinedo aus der GSI-Forschungsabteilung Theorie und dem Institut für Kernphysik, TU Darmstadt. Professor Karlheinz Langanke, Forschungsdirektor von GSI und FAIR, ergänzt: „Die Arbeiten begannen, als wir erkannten, dass ein stark unterdrückter, bisher ignorierter und experimentell unbekannter Übergang zwischen den Grundzuständen von Neon-20 und Fluor-20 ein essentielles Puzzlestück zur Bestimmung der Elektroneneinfangsrate in Sternen mittlerer Masse ist.“ Durch eine Kombination präziser Messungen des Beta-Zerfalls von Fluor-20 mit theoretischen Berechnungen gelang einer internationalen Kollaboration unter Beteiligung von GSI und der TU Darmstadt nun die Bestimmung dieser wichtigen Rate. Das Experiment fand unter sehr viel friedvolleren Bedingungen statt als im Inneren von Sternen, nämlich am Beschleunigerlabor der Universität Jyväskylä. Gemessen wurde ein überraschend starker Übergang zwischen den Grundzuständen von Neon-20 und Fluor-20, was zu einem Elektroneneinfang in Neon-20 bei einer sehr viel geringeren Dichte führt als bisher angenommen. Für den Stern bedeutet dies, entgegen bisheriger Annahmen, dass er sehr viel wahrscheinlicher von einer thermonuklearen Explosion zerstört wird, als zu einem Neutronenstern zu kollabieren. „Es ist beeindruckend, dass ein einzelner Übergang so einen starken Einfluss auf die Entwicklung so eines großen Objekts wie eines Sterns haben kann“, sagt Dag Falin Strömberg, der als Doktorand an der TU Darmstadt für einen großen Teil der Simulationsrechnungen verantwortlich war.

Da thermonukleare Explosionen deutlich mehr Material ausstoßen als die von einem Gravitationskollaps ausgelösten, haben die Ergebnisse Auswirkungen auf die chemische Entwicklung der Galaxis. Das ausgestoßene Material ist reich an Titan-50, Chrom-54 und Eisen-60. Daher könnten ungewöhnliche Titan- und Chrom-Isotopenverhältnisse, die man in einigen Meteoriten gefunden hat, sowie die Entdeckung von Eisen-60 in Tiefseesedimenten von Sternen mittlerer Masse produziert worden sein und somit bezeugen, dass diese in unserer galaktischen Nachbarschaft in der fernen (Milliarden Jahre) und nicht so fernen (Millionen Jahre) Vergangenheit explodiert sind.

Im Licht dieser neuen Funde scheint das wahrscheinlichste Schicksal eines Sterns mittlerer Masse eine thermonukleare Explosion zu sein, die eine weniger leuchtstarke Supernova vom Typ Ia und eine spezielle Art des weißen Zwergs, genannt weißer Sauerstoff-Neon-Eisen-Zwerg, erzeugt. Die (Nicht-)Entdeckung eines solchen weißen Zwergs in der Zukunft würde wichtige Einblicke in den Explosionsmechanismus ermöglichen. Eine weitere offene Frage ist die Rolle der Konvektion, also der Bewegung großer Materialmengen im Inneren des Sterns, in der Explosion.

An bestehenden und an zukünftigen Beschleunigerzentren wie der internationalen FAIR-Anlage (Facility for Antiproton and Ion Research), die aktuell bei GSI errichtet wird, können bisher unerforschte Isotope und ihre Eigenschaften untersucht werden. Auch weiterhin holen sich die Forscherinnen und Forscher auf diesem Weg das Universums ins Labor, um den ungeklärten Fragen zu unserem Kosmos auf den Grund zu gehen. (CP)

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Presse Aktuelles FAIR
news-3589 Wed, 08 Jan 2020 09:14:37 +0100 Gäste des INFN besuchen FAIR und GSI https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3589&cHash=512c2ba90ca275de132db1f056b1becd Vor Kurzem besuchte eine hochrangige Delegation der italienischen Forschungsgesellschaft INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) die Anlagen von FAIR und GSI. Der INFN-Vizepräsidenten Professor Eugenio Nappi sowie Professor Diego Bettoni, Mitglied des INFN Executive Board, und Professor Vincenzo Patera von INFN Roma1, Sprecher der Internationalen Biophysik-Kollaboration, konnten sich über den Fortschritt des FAIR-Projekts und die Forschung an FAIR und GSI ausführlich informieren. Vor Kurzem besuchte eine hochrangige Delegation der italienischen Forschungsgesellschaft INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) die Anlagen von FAIR und GSI. Der INFN-Vizepräsidenten Professor Eugenio Nappi sowie Professor Diego Bettoni, Mitglied des INFN Executive Board, und Professor Vincenzo Patera von INFN Roma1, Sprecher der Internationalen Biophysik-Kollaboration, konnten sich in ihrem ganztägigen Besuch über den Fortschritt des FAIR-Projekts und die Forschung an FAIR und GSI ausführlich informieren. Die Gruppe wurde von Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von FAIR und GSI, sowie Jörg Blaurock, Technischer Geschäftsführer von FAIR und GSI, und Professor Marco Durante, Leiter der GSI-Forschungsabteilung Biophysik, begrüßt.

Nach Einführungsvorträgen über die Anlagen hatten die Gäste in einer Bustour über die FAIR-Baustelle die Gelegenheit, einen Eindruck des sich schnell entwickelnden Errichtungsfortschritts zu gewinnen. In einem anschließenden Rundgang durch die GSI-Anlagen erfuhren sie mehr über beispielsweise die supraleitenden FAIR-Magnete und ihre Tests, das Detektorlabor, die Ionenquellen, die Entdeckung und Erforschung superschwerer Elemente sowie die medizinischen Anwendungen von Ionenstrahlen zur Krebstherapie. Ebenfalls hatten sie Gelegenheit zu einem Treffen und Diskussionen mit italienischen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, die aktuell für GSI und FAIR auf dem Campus tätig sind.

Zwischen GSI/FAIR und dem INFN besteht eine langjährige und sehr freundschaftliche Kooperation. Eine Vielzahl italienischer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler trägt zu den FAIR-Experimenten bei. INFN im Speziellen wird eine Serie von komplexen Magnetsystemen, sogenannte Quadrupolmodule, für den großen FAIR-Ringbeschleuniger SIS100 umfangreichen Kältetests unterziehen und damit einen wichtigen Beitrag zum FAIR-Projekt leisten. (CP)

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Aktuelles
news-3587 Fri, 03 Jan 2020 11:41:08 +0100 Wechsel in der Geschäftsführung von GSI und FAIR https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3587&cHash=7439c617300c226cc0624696d8958fa5 Zum neuen Jahr gibt es eine Veränderung in der Geschäftsführung der GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH und der Facility for Antiproton and Ion Research in Europe GmbH (FAIR GmbH). Die bisherige Administrative Geschäftsführerin Ursula Weyrich wechselt zum Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg und übernimmt dort das Amt als Kaufmännischer Vorstand. Zum neuen Jahr gibt es eine Veränderung in der Geschäftsführung der GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH und der Facility for Antiproton and Ion Research in Europe GmbH (FAIR GmbH). Die bisherige Administrative Geschäftsführerin Ursula Weyrich wechselt zum Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg und übernimmt dort das Amt als Kaufmännischer Vorstand. Mit der aktuellen Fortführung der administrativen Geschäfte bei GSI und FAIR wurde der Leiter Controlling, Markus Jaeger, betraut. Der Entscheidungsprozess zur Neubesetzung der Administrativen Geschäftsführung von GSI und FAIR ist in die Wege geleitet.

Die Juristin Ursula Weyrich war seit 2014 die erste gemeinsame Administrative Geschäftsführerin von GSI und FAIR und zuvor Gründungsvorstand des Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen in Bonn. Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR, und Jörg Blaurock, Technischer Geschäftsführer von GSI und FAIR, sowie GSI-Aufsichtsrat und FAIR Council dankten Ursula Weyrich für ihren großen Einsatz und für ihre sachkundige Arbeit: „GSI und FAIR haben sich während der Amtszeit von Ursula Weyrich sehr erfolgreich entwickelt. Ihr Handlungsmaßstab als Administrative Geschäftsführerin war, Rahmenbedingungen zu schaffen, unter denen sich der GSI/FAIR-Campus ebenso wie der Forschungsbetrieb mit dem erfolgreichen Start des FAIR-Forschungsprogramms, der FAIR-Phase 0, sowie das FAIR-Bauprojekt weiter entfalten konnten.“

In ihre Zeit fielen beispielsweise der Neubau des Büro- und Kantinengebäudes, außerdem Planung und Baubeginn für das neue Parkhaus und die Planungen für das FAIR-Control-Center. Neben den klassischen kaufmännischen Aufgaben und der strategischen Campusentwicklung hat Ursula Weyrich wichtige Weichenstellungen bei der Schaffung einer einheitlichen Gesamtorganisationsstruktur für GSI und FAIR vorgenommen. Hinzu kamen neue Organisationsstrukturen in der Administration und in den infrastrukturellen Bereichen sowie bei der zielgerichteten Entwicklung der Gesamtfinanzbedarfsplanung.

Als Expertin für Verwaltung und Finanzen bei GSI und FAIR hat Ursula Weyrich mit diesen soliden Strukturen zugleich eine wichtige Basis für die sehr positive Begutachtung des FAIR-Projekts geschaffen, die ein hochrangiges internationales Expertengremium im vergangenen Jahr vorgelegt hatte. (BP/IP)

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Presse Aktuelles FAIR
news-3578 Thu, 19 Dec 2019 10:08:00 +0100 Neues internationales Forschungsnetzwerk für nukleare Astrophysik https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3578&cHash=01e629b05c2ce15b7deaa3e8723db092 Das ExtreMe Matter Institute (EMMI) mit seinen Forschungsgruppen an der Technischen Universität Darmstadt und dem GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung wird sich an einem neuen Forschungsnetzwerk von Netzwerken für die nukleare Astrophysik beteiligen. Die US National Science Foundation (NSF) fördert das Joint Institute for Nuclear Astrophysics – Center for the Evolution of the Elements (JINA-CEE) unter der Leitung der Michigan State University (MSU) mit zwei Millionen US-Dollar. Diese Meldung basiert auf einer Pressemitteilung der Michigan State University

Das ExtreMe Matter Institute (EMMI) mit seinen Forschungsgruppen an der Technischen Universität Darmstadt und dem GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung wird sich an einem neuen Forschungsnetzwerk von Netzwerken für die nukleare Astrophysik beteiligen. Die US National Science Foundation (NSF) fördert das Joint Institute for Nuclear Astrophysics – Center for the Evolution of the Elements (JINA-CEE) unter der Leitung der Michigan State University (MSU) mit Mitteln in Höhe von zwei Millionen US-Dollar für den Aufbau des neuen International Research Network for Nuclear Astrophysics (IReNA).

Insgesamt vereint IReNA fünf Forschungsverbünde: Neben EMMI werden das europäische Netzwerk "Chemical Elements as Tracers of the Evolution of the Cosmos" (ChETEC), der Sonderforschungsbereich "The Milky Way System", das Japan Forum of Nuclear Astrophysics UKAKUREN und die internationale Nucleosynthesis Grid Collaboration (NuGRID) Mitglieder sein.

IReNA besteht aus sieben Universitäten als Kerninstituten in den Vereinigten Staaten und umfasst 62 assoziierte Institutionen in 17 Ländern. Die kombinierten Infrastruktur- und Forschungskapazitäten, die den IReNA-Wissenschaftlern zur Verfügung stehen, werden das Verständnis des Ursprungs der chemischen Elemente und der Eigenschaften dichter Kernmaterie beschleunigen.

Im Zeitalter der Multimessenger-Astronomie werden extreme astrophysikalische Umgebungen wie Supernovae und Neutronensternverschmelzungen mit Hilfe von  Gravitationswellen, sichtbarem Licht, Infrarotlicht, Röntgenstrahlen, Gammastrahlen, Radiowellen und Neutrinos untersucht. IReNA ist ein Anschub zum richtigen Zeitpunkt für die Gemeinschaft der nuklearen Astrophysik. Die Menge und der Umfang der nuklearen und astrophysikalischen Daten und Fachkenntnisse, die zur Beantwortung offener Fragen über das Universum benötigt werden, kann nicht von einem einzigen Land bereitgestellt werden. IReNA schafft die notwendigen Kommunikationskanäle und Strukturen für Zusammenarbeit. Gemeinsam haben die Wissenschaftler von IReNA Zugang zu einer Vielzahl von Beschleunigern, astronomischen Observatorien, experimenteller Ausrüstung, Daten und Computercodes.

IReNA wird auch Austauschprogramme, innovative Workshops und Tagungen schaffen, die die Netzwerkkommunikation und die Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses fördern.

"Dies ist ein innovativer Ansatz für die Wissenschaft. Es ist auch eine einzigartige Gelegenheit für junge Forscher, sich fachübergreifend zu bilden und Erfahrungen in der Zusammenarbeit in großen Teams zu sammeln", sagte Hendrik Schatz, Direktor von JINA-CEE und IReNA.

Das ExtreMe Matter Institute EMMI am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt wurde 2008 als Netzwerk deutscher und internationaler Partnerinstitutionen, darunter JINA-CEE, gegründet. Das neue IReNA-Netzwerk umfasst im Rahmen von EMMI mehrere Forschungsgruppen an der Technischen Universität Darmstadt und bei GSI. EMMI widmet sich der Förderung der interdisziplinären Erforschung von Materie unter extremen Bedingungen von Temperatur und Dichte. Mehr als 400 Wissenschaftler an den 13 Partnerinstitutionen von EMMI untersuchen verschiedene Formen stark gekoppelter Materie unter extremen Bedingungen, darunter die heißeste, kälteste und dichteste Materie im Universum. Überraschenderweise sind diese sehr unterschiedlichen Materieformen in ihrer theoretischen Beschreibung durch gemeinsame Konzepte verbunden. EMMI fungiert auch als Think Tank für die Strategie zukünftiger Experimente, beispielsweise an der Beschleunigeranlage FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research), die sich derzeit bei GSI im Bau befindet.

Die NSF-Förderung ist Teil des Programms Accelerating Research through International Network to Network Collaborations (AccelNet). AccelNet wurde entwickelt, um den Prozess wissenschaftlicher Entdeckungen zu beschleunigen und die nächste Generation von US-Forschern auf internationale Kooperationen mit vielen Forschergruppen vorzubereiten. Das AccelNet-Programm unterstützt strategische Verbindungen zwischen US-amerikanischen Forschungsnetzwerken und komplementären Netzwerken im Ausland, die Forschungs- und Bildungsressourcen nutzen, um große wissenschaftliche Herausforderungen anzugehen, die erhebliche koordinierte internationale Anstrengungen erfordern. (CP)

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Aktuelles
news-3584 Tue, 17 Dec 2019 10:14:02 +0100 50 Jahre GSI, fünf Jahrzehnte Spitzenforschung: Gründungstag jährt sich https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3584&cHash=eeffcf5ff43d9a5a351db4028ca1a2e6 Das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung feiert in diesem Jahr fünfzigjähriges Bestehen – fünf Jahrzehnte Forschungsgeschichte mit herausragenden wissenschaftlichen Erfolgen und Entdeckungen. In dieser Zeit hat sich GSI von einem nationalen Forschungszentrum mit weltweiten Kooperationen zu einem internationalen Standort mit globaler Bedeutung entwickelt. Nun jährt sich der Gründungstag von GSI, der 17. Dezember 1969, zum 50. Mal. Das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung feiert in diesem Jahr fünfzigjähriges Bestehen – fünf Jahrzehnte Forschungsgeschichte mit herausragenden wissenschaftlichen Erfolgen und Entdeckungen. In dieser Zeit hat sich GSI von einem nationalen Forschungszentrum mit weltweiten Kooperationen zu einem internationalen Standort mit globaler Bedeutung entwickelt. Nun jährt sich der Gründungstag von GSI, der 17. Dezember 1969, zum 50. Mal.

Es war ein historischer Tag, jener Mittwoch vor 50 Jahren, als Bundeswissenschaftsminister Hans Leussink und der Hessische Ministerpräsident Albert Osswald in Bonn den entscheidenden Vertrag für die Gründung von GSI unterschrieben. Bund und Land Hessen legten damit fest, dass sie in Darmstadt gemeinsam einen Schwerionenbeschleuniger errichten und betreiben wollten: die Geburtsstunde der Gesellschaft für Schwerionenforschung.

Seit mittlerweile 50 Jahren realisiert GSI Spitzenforschung, derzeit wird mit dem FAIR-Projekt die Zukunft gestaltet. Mit dem künftigen Beschleunigerzentrum FAIR werden die internationalen Dimensionen der Forschung noch einmal deutlich erweitert. Menschen aus aller Welt werden auf dem Campus in Darmstadt auf Jahrzehnte hinaus erstklassige Forschung betreiben und das Universum im Labor erforschen können. Viele Aktionen spannen deshalb im Jubiläumsjahr den Bogen von der Historie zur Zukunft. Ganz aktuell zum Jubiläumstag gibt es auf der GSI- und FAIR-Homepage Gelegenheit zu einer Zeitreise per Foto-Slider: eine interaktive Früher-Heute-Schau, in der sich die Bilder virtuell überlagern und damit illustrieren, wie es früher auf dem Campus aussah und wie es heute dort aussieht. Auf diese Weise sind spannende Einblicke entstanden beispielsweise in den Linearbeschleuniger, den Kontrollraum oder die Experimentierhallen.

Einen noch ausführlicheren Streifzug durch ein halbes Jahrhundert bietet der digitale GSI-Zeitstrahl, in dem Höhepunkte der GSI-Geschichte präsentiert werden. Die Nutzer können sich durch 50 Jahre GSI klicken und auch einen Blick in die Zukunft von FAIR werfen. Die großen Forschungserfolge wie die Entdeckung von sechs neuen chemischen Elementen oder die Entwicklung einer neuartigen Krebstherapie mit Ionenstrahlen sind ebenso zu finden wie die wichtigsten Weichenstellungen für FAIR, vom völkerrechtlichen Abkommen für das weltweit einmalige Projekt bis zur Fertigstellung der ersten Rohbauten für den großen FAIR-Ringbeschleuniger.

Die Erfolge von GSI in diesen 50 Jahren basieren auf dem Wissen, der Passion und der Kreativität der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Viele von ihnen haben sich an den Events zum Jubiläumsjahr aktiv beteiligt, haben beispielsweise in der Aktion „50 Jahre, 50 Bilder“ ihr Lieblingsfoto gekürt, oder ihre ganz persönlichen Erinnerungen an ihre Zeit bei GSI als kurze Erzählungen verfasst. Die schönsten Anekdoten und die beliebtesten Fotomomente sind derzeit bei einer öffentlich zugänglichen Ausstellung auf dem Campus zu sehen. Im kommenden Frühjahr wird es für die Beschäftigten und die Wissenschafts-Community als Ausklang der vielfältigen Jubiläumsaktivitäten noch eine Festveranstaltung geben, bei der auch Vertreter aus der Politik, den Universitäten und Partner aus den internationalen wissenschaftlichen Kollaborationen teilnehmen werden. (BP)

Weitere Informationen

Eine Übersicht über die Infoangebote, Aktionen und Sondereditionen rund um das Jubiläum gibt es hier.

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Presse Aktuelles
news-3576 Mon, 16 Dec 2019 10:49:00 +0100 Erfolgreiches internationales Treffen zu Kryotechnologie und Supraleitung https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3576&cHash=7ff777e1790ba38865c17361a0b9f83b Vor Kurzem fanden in Lund, Schweden, die „2019 European Cryogenics Days“ statt. Der internationale Workshop dient dem Austausch zu den Themengebieten der Kryotechnologie und der Supraleitung. Ausgerichtet wurde die Tagung in Zusammenarbeit zwischen der Cryogenics Society of Europe (CSE), dem High-Energy Physics Technology Transfer Network (HEPTech), dem GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und der European Spallation Source (ESS). Vor Kurzem fanden in Lund, Schweden, die „2019 European Cryogenics Days“ statt. Der internationale Workshop dient dem Austausch zu den Themengebieten der Kryotechnologie und der Supraleitung. Ausgerichtet wurde die Tagung in Zusammenarbeit zwischen der Cryogenics Society of Europe (CSE), dem High-Energy Physics Technology Transfer Network (HEPTech), dem GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und der European Spallation Source (ESS). Die Thematik hat eine große Relevanz bei der Errichtung der international Beschleunigeranlage FAIR, die gerade bei GSI in Darmstadt gebaut wird, da große Teile des FAIR-Beschleunigers supraleitend ausgeführt werden.

Der Workshop startete mit Jahrestagung der CSE, gefolgt von einer zweitägigen Vortragsveranstaltung, die von einer Poster- und einer Industrieausstellung über verschiedene Aspekte der Kryotechnologie begleitet wurde. Insgesamt waren 121 Teilnehmende und 17 Industrieaussteller vor Ort. Ein Großteil kam aus Europa, aber auch aus China und Nordamerika waren Vertreter anwesend. Das Programm bestand aus insgesamt 18 Vorträgen und 19 Postern. Die Inhalte behandelten sowohl Beschreibungen von maschinenbaulichen Aspekten als auch Grundlagenforschung in der Kryotechnik und der Supraleitung. Referenten berichteten unter anderem beispielsweise über die Kryotechnik an der ESS, an FAIR und an der chinesischen Beschleunigeranlage HIAF, über Hochtemperatursupraleiter oder die Relevanz der Kryotechnik in der experimentellen Kosmologie. Auch ein Besuch der ESS, die aktuell in Lund errichtet wird, gehörte zum umfangreichen Veranstaltungsprogramm. (CP)

Weitere Informationen:
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Aktuelles
news-3582 Fri, 13 Dec 2019 14:49:05 +0100 NASA-Mission ermöglicht genaue Messungen von Neutronensternen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3582&cHash=847ab39cb19f2f55fece45b6376b89ea Durch Beobachtungen der NASA-Mission "Neutron star Interior Composition Explorer" (NICER) haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler eine neue Stufe im Verständnis von Pulsaren, also ultradichten Überbleibseln explodierter Sterne, erreicht. NICER ist ein Röntgeninstrument an Bord der internationalen Raumstation und hat nun erstmals präzise und verlässliche Größen- und Massenmessungen von Pulsaren ermöglicht. An der Forschung ist auch das ExtreMe Matter Institute EMMI von GSI und TU Darmstadt beteiligt. Diese Meldung basiert auf einer Pressemitteilung der Technischen Universität Darmstadt

Durch Beobachtungen der NASA-Mission "Neutron star Interior Composition Explorer" (NICER) haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler eine neue Stufe im Verständnis von Pulsaren, also ultradichten Überbleibseln explodierter Sterne, erreicht. NICER ist ein Röntgeninstrument an Bord der internationalen Raumstation und hat nun erstmals präzise und verlässliche Größen- und Massenmessungen von Pulsaren ermöglicht. An der Forschung ist auch das ExtreMe Matter Institute EMMI von GSI und TU Darmstadt beteiligt.

Der vermessene Pulsar J0030+0451 (oder J0030 in Kurzform) befindet sich in einer isolierten Weltraumregion, etwa 1.100 Lichtjahre entfernt im Sternbild Fische. Die Resultate der neuen Messungen offenbaren, dass die Form und Orte von sogenannten hot spots, Millionen Grad heißer Regionen auf der Oberfläche des Pulsars, viel komplexer sind als erwartet. „Von seiner Position auf der Raumstation aus revolutioniert NICER gerade unser Verständnis von Pulsaren“, so Paul Hertz, Direktor der Abteilung für Astrophysik am NASA-Hauptquartier in Washington. „Pulsare wurden vor mehr als 50 Jahren entdeckt als Leuchtfeuer von Sternen, die zu dichten Kernen kollabiert sind, und verhalten sich komplett anders als alles, was wir auf der Erde sehen. Dank NICER können wir die Natur und Eigenschaften dieser ultradichten Überbleibsel auf eine Weise studieren, die bis jetzt unmöglich schien”, so Hertz.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von TU Darmstadt und EMMI haben wesentlich dazu beigetragen, die Bedeutung der NICER-Messungen für die Zustandsgleichung dichter Materie zu verstehen. In einer Reihe von Publikationen, erschienen in einer Sonderausgabe des Journals „The Astrophysical Journal Letters", wurden die neuen Messungen von J0030 analysiert und sind nun online zugänglich.

Wie funktionieren Pulsare?

Wenn ein schwerer Stern stirbt, geht dessen Brennstoff zur Neige, er kollabiert unter seinem eigenen Gewicht und explodiert schließlich als eine Supernova. Relikte solcher Sternexplosionen sind Neutronensterne, die mehr Masse beinhalten als unsere Sonne, konzentriert in einer Kugel von etwa der Dimension des Großraums Darmstadt. Pulsare sind eine besondere Klasse von Neutronensternen, welche sich hunderte Male pro Sekunde drehen und bei jeder Rotation einen Energiestrahl Richtung Erde senden. J0030 im Besonderen rotiert 205 Mal pro Sekunde.

Seit Jahrzehnten versuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler herauszufinden, wie Pulsare funktionieren. Im einfachsten Modell hat ein Pulsar ein starkes Magnetfeld, das ähnlich wie das Magnetfeld unserer Erde aufgebaut ist. Das Feld ist aber so stark, dass es Teilchen von der Oberfläche des Pulsars reißt und sie beschleunigt. Einige Teilchen folgen dem Magnetfeld und treffen auf die gegenüberliegende Seite, erwärmen die Oberfläche und erzeugen sogenannte hot spots an den Magnetpolen. Der ganze Pulsar leuchtet schwach im Röntgenspektrum, während die hot spots heller erscheinen. Während sich das Objekt dreht, leuchten diese Bereiche von der Erde aus betrachtet wie die Strahlen eines Leuchtturms und erzeugen extrem regelmäßige Schwankungen der Röntgenhelligkeit des Objekts. NICER misst die Ankunft jedes Röntgenbildes von einem Pulsar auf besser als hundert Nanosekunden – eine Präzision, die etwa 20-mal höher ist als bisher, so dass Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler diesen Effekt zum ersten Mal nutzen können.

Modellierung durch zwei Teams

Unter Verwendung von den Beobachtungen der NICER-Mission von Juli 2017 bis Dezember 2018 erstellten zwei Gruppen von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern Modelle für die hot spots von J0030 mit unabhängigen Methoden und gelangten zu ähnlichen Ergebnissen für die Masse und den Durchmesser des Pulsars. Ein Team unter der Leitung der Universität Amsterdam stellte fest, dass der Pulsar eine Masse von etwa dem 1,3-fachen der Sonnenmasse und einen Durchmesser von etwa 25,4 Kilometer aufweist. Ein zweites Team fand heraus, dass J0030 etwa das 1,4-fache der Sonnenmasse wiegt und etwas größer ist, etwa 26 Kilometer.

„Es ist bemerkenswert und auch sehr beruhigend, dass die beiden Teams für J0030 mit unterschiedlichen Modellannahmen so ähnliche Größen, Massen und Hot-Spot-Muster erreicht haben“, sagte Zaven Arzoumanian, wissenschaftlicher Leiter von NICER im NASA Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. „Es sagt uns, dass NICER auf dem richtigen Weg ist, uns bei der Beantwortung einer großen Frage in der Astrophysik zu helfen. Welche Form nimmt die Materie in den ultradichten Kernen von Neutronensternen an?“

Blick auf dichte Materie

Zusammen mit der NICER-Kollaboration untersuchten Svenja Greif, Kai Hebeler und EMMI-Professor Achim Schwenk von der TU Darmstadt die Auswirkungen dieser neuen Messungen auf die Eigenschaften der dichten Materie im Innern von Neutronensternen. „Es ist spannend zu sehen, dass die neuen NICER-Ergebnisse mit unserem Verständnis von starken Wechselwirkungen in Atomkernen übereinstimmen“, sagt Svenja Greif, deren jüngste Doktorarbeit im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Sonderforschungsbereichs 1245 zu Kernstrukturphysik und nuklearer Astrophysik den Grundstein für die Modellierung der dichten Materie legte. Präzisere Messungen der NICER-Mission in Kombination mit verbesserten mikroskopischen Berechnungen versprechen daher in Zukunft ein deutlich besseres Verständnis der dichtesten Materie im Universum. (CP)

Weitere Informationen:
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Aktuelles
news-3580 Wed, 11 Dec 2019 11:43:54 +0100 Indischer Wissenschaftsattaché besucht FAIR und GSI https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3580&cHash=04b9de05638b196e9af26ef553ea00d5 Der neue Wissenschaftsattaché der indischen Botschaft in Berlin, Dr. Madhusudan Reddy Nandineni, der auch neues Mitglied im FAIR-Council ist, war vor Kurzem zu Besuch bei FAIR und GSI. Er informierte sich über die Forschungsaktivitäten von GSI und FAIR und den Stand des FAIR-Projekts. Willkommen geheißen wurde er vom Wissenschaftlichen Geschäftsführer von FAIR und GSI, Professor Paolo Giubellino, und vom Technischen Geschäftsführer von FAIR und GSI, Jörg Blaurock. Der neue Wissenschaftsattaché der indischen Botschaft in Berlin, Dr. Madhusudan Reddy Nandineni, der auch neues Mitglied im FAIR-Council ist, war vor Kurzem zu Besuch bei FAIR und GSI. Er informierte sich über die Forschungsaktivitäten von GSI und FAIR und den Stand des FAIR-Projekts. Willkommen geheißen wurde er vom Wissenschaftlichen Geschäftsführer von FAIR und GSI, Professor Paolo Giubellino, und vom Technischen Geschäftsführer von FAIR und GSI, Jörg Blaurock.

Nach einer Führung über den FAIR/GSI-Campus erhielt der Wissenschaftsattaché in Vorträgen und anschließenden Diskussionen einen Überblick über die indische Beteiligung an FAIR und über das FAIR/GSI Talentförderprogramm für indische Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler und Studierende, das GET_INvolved-Programm Indien. Zwei weitere Vorträge behandelten die Themen Biomedizin und Biophysik sowie Material- und Nanowissenschaften. Anschließend hatte Madhusudan R. Nandineni die Gelegenheit zum Gespräch mit jungen indischen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, die derzeit bei GSI und FAIR tätig sind.

Dr. Madhusudan Reddy Nandineni wurde in Genetik promoviert. Nach seiner Doktorarbeit arbeitete er in der Abteilung Molekularbiologie und Biochemie der Yale University School of Medicine. Vor seiner Abordnung an die indische Botschaft in Berlin leitete er das Genomics & Profiling Application Department des Zentrums für DNA Fingerprinting und Diagnose (CDFD) im indischen Hyderabad. (mbe)

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Aktuelles FAIR
news-3574 Mon, 09 Dec 2019 11:29:33 +0100 GSI- und FAIR-Kalender für das Jahr 2020 ab sofort erhältlich https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3574&cHash=c3441429a0fed4dfd2b68d4c540cba1c Übersichtlich, großformatig und mit spannenden Bildern von GSI und FAIR versehen – unser neuer Jahreskalender kann ab sofort bestellt werden. Übersichtlich, großformatig und mit spannenden Bildern von GSI und FAIR versehen – unser neuer Jahreskalender kann ab sofort bestellt werden.

Wer den DIN A2-großen Kalender von FAIR und GSI bestellen möchte, wendet sich direkt per E-Mail an gsi-kalender(at)gsi.de (Datenschutzhinweis) und erhält den Kalender per Post zugesandt. Bitte folgende Angaben nicht vergessen: eigener Name, eigene Adresse und die gewünschte Anzahl der Kalender (maximal drei). GSI- und FAIR-Mitarbeiterinnen und -Mitarbeiter können sich ein Exemplar im Foyer oder am Empfang in der Borsigstraße abholen.

Wir bitten um Verständnis, dass aufgrund der limitierten Auflage pro Anfrage nur maximal drei Kalender versendet werden können (solange der Vorrat reicht). (BP)

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Aktuelles
news-3572 Fri, 06 Dec 2019 09:30:09 +0100 Internationales Jahr des Periodensystems: Feierlicher Abschluss mit GSI-Beteiligung https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3572&cHash=1c20267e9b5cca190e829ef80feccb83 Es war der krönende Schlusspunkt eines außergewöhnlichen Jubiläumsjahrs: die Abschlusszeremonie des von den Vereinten Nationen ausgerufenen Internationalen Jahres des Periodensystems, die vor Kurzem in Tokio abgehalten wurde. 2019 jährte sich die Entdeckung des Periodensystems zum 150. Mal. Bei der Festveranstaltung in Japan war auch das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung vertreten. Es war der krönende Schlusspunkt eines außergewöhnlichen Jubiläumsjahrs: die Abschlusszeremonie des von den Vereinten Nationen ausgerufenen Internationalen Jahres des Periodensystems, die vor Kurzem in Tokio abgehalten wurde. 2019 jährte sich die Entdeckung des Periodensystems zum 150. Mal. Bei der Festveranstaltung in Japan war auch das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung vertreten, das mit seiner jahrzehntelangen erfolgreichen Forschung und der Erstentdeckung von sechs neuen chemischen Elementen maßgeblich an der Fortschreibung des Periodensystems beteiligt ist.

GSI als Institut der Elemententdeckerinnen und -entdecker hat viel zur Weiterentwicklung des Periodensystems beigetragen: In Experimenten an der GSI-Beschleunigeranlage gelang es in Forschungsgruppen unter Leitung von Professor Peter Armbruster, Professor Gottfried Münzenberg und Professor Sigurd Hofmann, die sechs Elemente 107 bis 112 zu entdecken. Außerdem konnten unter der Gruppenleitung von Dr. Matthias Schädel erste chemische Klassifizierungen einiger dieser Elemente vorgenommen werden. Zudem gelang es bei GSI, die Elemente 113 bis 117 zu erzeugen und somit Erstentdeckungen aus Japan und Russland zu bestätigen.

Ein Höhepunkt bei der Abschlusszeremonie in Tokio stand unter dem Thema „Die Erzeugung von superschweren Elementen“. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die superschwere Elemente erzeugt und entdeckt haben, traten auf die Bühne, um den Abschluss der siebten Reihe des Periodensystems zu feiern. GSI wurde dabei durch Dr. Alexander Yakushev für Element 107 (Bohrium), Professor Christoph Düllmann für Element 108 (Hassium), Professor Michael Block für Element 109 (Meitnerium), Professor Karlheinz Langanke für Element 110 (Darmstadtium), Dr. Dieter Ackermann für Element 111 (Roentgenium) und Dr. Jadambaa Khuyagbaatar für Element 112 (Copernicium) vertreten. Zudem wurden Reden gehalten von prominenten Forschenden aus jenen Labors, die wesentlich zu den Entdeckungen beigetragen haben. Forschungsdirektor Professor Karlheinz Langanke präsentierte dabei GSI und FAIR.

Schon von Anfang an wurde die Internationalität bei GSI, das in diesem Jahr 50-jähriges Bestehen feiert, großgeschrieben: Alle Elemente wurden in länderübergreifender Zusammenarbeit in den Forscherteams entdeckt. Aktuell wird diese Erfolgsgeschichte mit dem Bau des internationalen Beschleunigerzentrums FAIR fortgeschrieben und weiter intensiviert. Mit der FAIR-Anlage können Forscherinnen und Forscher aus aller Welt die Vielfalt des Universums gleichsam ins Labor holen, um so fundamentale Fragen wie die Entstehung der chemischen Elemente im Kosmos oder die Struktur von Neutronensternen zu untersuchen, aber auch Anwendungen beispielsweise in der Materialforschung und Medizin voranzutreiben. (BP)

Mehr Informationen

Internationales Jahr des Periodensystems (auf Englisch)

Aktionen von GSI und FAIR zu 150 Jahre Periodensystem

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Aktuelles
news-3570 Wed, 04 Dec 2019 09:00:00 +0100 FAIR erhält drei Millionen Euro aus EU-Projekt CREMLINplus für Zusammenarbeit von CBM und NICA https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3570&cHash=395e85a30c318064393a2042ee211da7 Die Europäische Kommission fördert die wissenschaftliche Zusammenarbeit von europäischen Forschungsinfrastrukturen – insbesondere der Projekte des Europäischen Strategieforums für Forschungsinfrastrukturen (ESFRI) mit den Megascience-Projekten in Russland – mit 25 Millionen Euro. Von dieser EU-Förderung profitiert auch die langjährige Zusammenarbeit des GSI Helmholzzentrums für Schwerionenforschung mit dem Joint Institute for Nuclear Research (JINR) in Dubna bei den Großprojekten FAIR (Facility for Antipro Die Europäische Kommission fördert die wissenschaftliche Zusammenarbeit von europäischen Forschungsinfrastrukturen – insbesondere der Projekte des Europäischen Strategieforums für Forschungsinfrastrukturen (ESFRI) mit den Megascience-Projekten in Russland – mit 25 Millionen Euro. Von dieser EU-Förderung profitiert auch die langjährige Zusammenarbeit des GSI Helmholzzentrums für Schwerionenforschung mit dem Joint Institute for Nuclear Research (JINR) in Dubna bei den Großprojekten FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) und NICA (Nuclotron-based Ion Collider fAcility).

Im Rahmen des neuen EU-Projekts CREMLINplus (Connecting Russian and European Measures for Large-scale Research Infrastructures - plus) erhält die FAIR GmbH drei Millionen Euro Fördergeld für die Zusammenarbeit des FAIR-Experiments CBM (Compressed Baryonic Matter) mit den Experimenten am zukünftigen NICA-Collider am JINR.

Mit CREMLINplus, das Anfang 2020 startet, werden zusätzlich über einen Zeitraum von vier Jahren weitere elf Institute der CBM-Kollaboration aus sieben Ländern darüber hinaus mit 2,6 Millionen Euro gefördert.

Unterstützt wird die gemeinsame Entwicklung von Silizium-Spurdetektoren, die Konzeption ultra-schneller, selbstgetriggerter Datenaufnahmesysteme, die Entwicklung von Software-Paketen zur Online-Ereignis-Selektion und zur Datenanalyse, sowie der Bau von Targetkammern, von extrem dünnen Strahlrohren und von Kalorimetern zur Ereignis-Charakterisierung.

In einem weiteren Arbeitspaket wird unter der Leitung des GSI-Detektorlabors an der Entwicklung der nächsten Generation ultradünner Silizium Pixelsensoren (MAPS – Monolithic Active Pixel Sensors) gearbeitet. Diese Silizium-Pixel-Detektoren ermöglichen es, die Experimentspuren mit höherer Genauigkeit örtlich zu vermessen. Gerade für spezielle, nur selten bei Kollisionen entstehende Teilchen ist eine sehr gute Ortsauflösung zur Identifizierung erforderlich.

GSI und FAIR können dabei vor allem ihre Kompetenz und langjährige Erfahrung in den Bereichen Detektortechnologien, Frontend-Elektronik, Datenakquisition sowie bei Simulationen und Datenanalyse einbringen.

Neben der Zusammenarbeit von CBM und NICA wird im Rahmen von CREMLINplus auch die Kooperation von europäischen Forschungsinfrastrukturen im Bereich der Neutronenforschung, der Forschung mit Synchrotronstrahlen und mit Lasern, sowie in der Teilchenphysik mit den jeweiligen russischen Megascience-Projekten (PIK, USSR, EXCELS und SCT) unterstützt.

Der Wissenschaftliche Geschäftsführer von GSI und FAIR, Professor Paolo Giubellino, zeigte sich sehr erfreut über die Förderung: „GSI und FAIR konnten durch ihren Erfolg in wettbewerbsorientierten Förderprozessen erneut ihre Exzellenz unterstreichen. CREMLINplus wird neueste Technologien, die entscheidend für den Forschungserfolg an künftigen Beschleunigeranlagen sind, weiter voranbringen und den Mehrwert von Kooperationen großer Forschungseinrichtungen unter Beweis stellen. Die starke internationale Perspektive des Projekts ist wichtig für Spitzenforschung, die auf lebendigen Kooperationen über Ländergrenzen hinweg basiert.“ (BP)

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Aktuelles
news-3568 Mon, 02 Dec 2019 09:00:00 +0100 Erfolgreiche junge Forschende: Preise der Stiftung Giersch verliehen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3568&cHash=1c399551815d7090900aaf53dfce6605 Für exzellente Doktorarbeiten und vielversprechende Promotionsverläufe hat die gemeinnützige Stiftung Giersch gemeinsam mit der Helmholtz-Graduiertenschule „HGS-HIRe for FAIR“ vor kurzem die Giersch-Excellence-Awards und Giersch-Excellence-Grants vergeben. Zum fünften Mal wurden damit herausragende Nachwuchsforscherinnen und -forscher geehrt. Die Preisverleihung fand im Hörsaal des Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS) auf dem Campus Riedberg statt. Für exzellente Doktorarbeiten und vielversprechende Promotionsverläufe hat die gemeinnützige Stiftung Giersch gemeinsam mit der Helmholtz-Graduiertenschule „HGS-HIRe for FAIR“ vor kurzem die Giersch-Excellence-Awards und Giersch-Excellence-Grants vergeben. Zum fünften Mal wurden damit herausragende Nachwuchsforscherinnen und -forscher geehrt. Die Preisverleihung fand im Hörsaal des Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS) auf dem Campus Riedberg statt.

Mit einem „Giersch Award for an Outstanding Doctoral Thesis“ in Höhe von jeweils 6000 Euro wurden in diesem Jahr sechs junge Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler für ihre fertiggestellten Dissertationen ausgezeichnet, die ihre außergewöhnliche wissenschaftliche Begabung unter Beweis gestellt haben: Julian Kahlbow, Kristian Lars König und Steffen Georg Weber (alle TU Darmstadt) sowie Moritz Greif, Hanna Malygina und Pierre Moreau (alle Goethe-Universität Frankfurt).

Weitere 24 vielversprechende junge Forscherinnen und Forscher, die sich derzeit in der Promotionsphase an den Universitäten in der Region befinden, durften ein „Giersch Excellence Grant“ in Höhe von jeweils 2500 Euro in Empfang nehmen: Esther Bartsch, Patrick Huhn, Daniel Koser, Osnan Maragoto Maragoto Rodriguez, Anton Motornenko, Christian Michael Reisinger, Olga Soloveva, Jan Staudenmaier, Lukas Weih, Michael Wondrak, Frédéric Kornas, Phillip Imgram, Jacob Lee, Sajjad Hussain Mirza, Franziska Papenfuß, Marius Peck, Tabea Pfuhl, Niels Schlusser, Pascal Simon, Martin Jakob Steil, Kshitij Agarwal, Raphael Haas, Daria Kostyleva und Sêro Zähter.

Die Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler wurden durch eine Auswahlkommission aus Fachvertretern der Goethe-Universität Frankfurt und der Technischen Universität Darmstadt unter dem Vorsitz von Professor Henner Büsching ausgewählt.

Die Helmholtz-Graduiertenschule für Hadronen- und Ionenforschung "HGS-HIRe for FAIR" ist ein Gemeinschaftsprojekt des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung, der Universitäten in Darmstadt, Frankfurt, Gießen, Heidelberg und Mainz sowie des FIAS. Ziel ist die Förderung der strukturierten Doktorandenausbildung speziell für die mit GSI und FAIR verbundene Forschung. Aktuell arbeiten in diesem Rahmen über 300 Doktorandinnen und Doktoranden an Dissertationen mit Verbindung zu GSI und FAIR. (BP)

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Homepage von HGS-HIRe for FAIR (auf Englisch)

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Aktuelles
news-3566 Sat, 30 Nov 2019 11:00:00 +0100 Saturday Morning Physics: Mehr als 200 Teilnehmende bei FAIR und GSI https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3566&cHash=ea1ab425dbed33c122f4228441038f9b Mehr als 200 Oberstufenschülerinnen und -schüler aus ganz Hessen, die derzeit an der Veranstaltungsreihe „Saturday Morning Physics“ teilnehmen, nutzten die Gelegenheit, um spannende Einblicke in die aktuelle physikalische Forschung bei FAIR und GSI zu erhalten. In Rundgängen durch die Forschungsanlagen erkundeten die Schülerinnen und Schüler die Teilchenbeschleuniger und Experimente auf dem GSI- und FAIR-Campus und informierten sich über den Bau der internationalen Beschleunigeranlage FAIR. Mehr als 200 Oberstufenschülerinnen und -schüler aus ganz Hessen, die derzeit an der Veranstaltungsreihe „Saturday Morning Physics“ teilnehmen, nutzten die Gelegenheit, um spannende Einblicke in die aktuelle physikalische Forschung bei FAIR und GSI zu erhalten. In Rundgängen durch die Forschungsanlagen erkundeten die Schülerinnen und Schüler die Teilchenbeschleuniger und Experimente auf dem GSI- und FAIR-Campus und informierten sich über den Bau der internationalen Beschleunigeranlage FAIR. Zu Beginn gab es traditionell ein gemeinsames kleines Frühstück.

Die Schülerinnen und Schülern konnten sich bei ihrem Besuch außerdem über Materialforschung und die Forschung am Experimentierspeicherring ESR informieren, das Targetlabor und den Kryo-Teststand für supraleitende Magnete kennenlernen und die aktuellen Fortschritte auf dem FAIR-Baufeld selbst in Augenschein nehmen.

Die Veranstaltungsreihe „Saturday Morning Physics“ ist ein Projekt der Physikalischen Fakultät der TU Darmstadt. Sie findet jährlich statt und hat zum Ziel, das Interesse junger Menschen an Physik zu stärken. In Vorträgen und Experimenten an sechs aufeinanderfolgenden Samstagen erfahren die Schülerinnen und Schüler Aktuelles aus der physikalischen Forschung an der Universität. Wer an allen sechs Veranstaltungen teilnimmt, erhält das „Saturday Morning Physics“-Diplom. Der Besuch bei FAIR und GSI findet als Exkursion innerhalb der Reihe statt. GSI zählt bereits seit dem Start der Veranstaltungsreihe zu den Sponsoren und Unterstützern dieses Projektes. (BP)

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Webseite von Saturday Morning Physics

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Aktuelles
news-3564 Thu, 28 Nov 2019 10:47:13 +0100 Experimentalphysiker Heinz-Jürgen Kluge erhält renommierte Auszeichnung der DPG https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3564&cHash=f59bc191fc6adc72c6fa30fc7900c53c Professor Heinz-Jürgen Kluge ist mit dem renommierten Robert-Wichard-Pohl-Preis 2020 ausgezeichnet worden. Das hat die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG) vor Kurzem beim „Tag der DPG“ bekannt gegeben. Der frühere Leiter des Bereichs Atomphysik des GSI Helmholzzentrums für Schwerionenforschung und Forschungsdirektor wird die Auszeichnung im März 2020 während der DPG-Jahrestagung in Bonn entgegennehmen Professor Heinz-Jürgen Kluge ist mit dem renommierten Robert-Wichard-Pohl-Preis 2020 ausgezeichnet worden. Das hat die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG) vor Kurzem beim „Tag der DPG“ bekannt gegeben. Der frühere Leiter des Bereichs Atomphysik des GSI Helmholzzentrums für Schwerionenforschung und Forschungsdirektor wird die Auszeichnung im März 2020 während der DPG-Jahrestagung in Bonn entgegennehmen.

Verliehen wird der Robert-Wichard-Pohl-Preis „für hervorragende Beiträge zur Physik, die eine besondere Ausstrahlung auf andere Disziplinen in Wissenschaft und Technik haben, sowie für außergewöhnliche Leistungen in der Verbreitung wissenschaftlicher Erkenntnis, in der Lehre, im Unterricht und in der Didaktik der Physik“. In der Entscheidungsbegründung hob die DPG Jürgen Kluges „wegweisende Experimente und Präzisionsmessungen auf dem Gebiet der Atom- und Kernphysik“ hervor. „Dabei hat er sich nicht nur als genialer Forscher erwiesen, sondern auch als motivierender Lehrer. Sein kreatives gesellschaftliches Engagement hat sich auch in der Einrichtung von Symposien für Schülerinnen und Schüler gezeigt.“

Jürgen Kluge studierte Physik an der Universität Bonn und der Universität Heidelberg, wo er 1970 promoviert wurde. Als Post-Doktorand war er am europäischen Kernforschungszentrum CERN tätig, wo er mit optischer Spektroskopie die Eigenschaften kurzlebiger, neutronenarmer Quecksilber-Isotope am on-line Isotopenseparator ISOLDE untersuchte. 1972 wurde er Assistent für Experimentalphysik an der Universität Mainz, an der er sich 1975 habilitierte. Er folgten Rufe als Professor für Physik an die Universitäten Mainz (1978) und Heidelberg (1994).

Seit den 1980er Jahren war Jürgen Kluge eng mit GSI verbunden, von 1989 bis 1992 als stellvertretender Vorsitzender des Programmkomitees, als Experimentator, der den Linearbeschleuniger UNILAC nutzte, ab 1994 als Leiter des Bereichs Atomphysik und von 1999 bis 2005 als Forschungsdirektor von GSI. Am CERN war er von 1983 bis 1984 Sprecher der ISOLDE-Kollaboration und von 1985 bis 1987 Leiter der ISOLDE-Physik-Gruppe sowie von 1984 bis 1987 und von 2000 bis 2004 Mitglied der Programmkomitees PSCC bzw. INTC.

Jürgen Kluge hat mit seinen wissenschaftlichen Arbeiten herausragende Ergebnisse auf dem Gebiet der optischen Spektroskopie und Massenspektroskopie erzielt. Er gilt als Pionier der Entwicklung von höchst-auflösenden Penning-Fallen zur Massenspektrometrie instabiler Kerne an Beschleunigern und entwickelte neue Techniken zum Speichern, Kühlen und Studium von Radionukliden und hochgeladenen Ionen. Zusammen mit seinen Studierenden von der Universität Mainz baute er 1985 das ISOLTRAP-Experiment an ISOLDE auf, das Vorreiter war für ähnliche Anlagen am Argonne National Laboratory, USA, am National Superconducting Laboratory, USA, am TRIUMF, Kanada, in Jyväslylä, Finnland, und auch für TRIGATRAP am Reaktor in Mainz und SHIPTRAP bei GSI, das die Spektroskopie an den schwersten Elementen erlaubt und das er 1998 vorschlug. 1994 initiierte er ein neuartiges Fallenexperiment an der Universität Mainz, mit dem das magnetische Moment des Elektrons eines einzelnen gespeicherten wasserstoffähnlichen 12C-Ions gemessen werden konnte. Dies führte zu einer genaueren Bestimmung der Elektronenmasse und dem Vorschlag, HITRAP hinter dem Speicherring ESR an der GSI aufzubauen. Mit dieser einzigartigen Experimentiereinrichtung für hochpräzise Experimente an hochgeladenen Ionen bis hin zu U91+ sollen Messungen zum Test der Quantenelektrodynamik in extrem starken elektromagnetischen Feldern durchgeführt werden.

Für seine herausragenden Forschungsarbeiten erhielt der experimentelle Atom- und Kernphysiker bereits zahlreiche Auszeichnungen, und zwar 1990 den Helmholtz-Preis für seine Arbeiten zur Spurenanalytik mit Lasern, 2005 wurde er Fellow der American Physical Society, 2006 wurde er mit dem Lise-Meitner-Preis der Europäischen Physikalischen Gesellschaft, 2008 mit der IUPAP Senior Scientist Medal in Fundamental Metrology und 2013 mit dem G.N. Flerov-Preis ausgezeichnet. (BP)

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Aktuelles
news-3562 Mon, 25 Nov 2019 09:37:02 +0100 Christoph-Schmelzer-Preis 2019 für zwei junge Forschende https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3562&cHash=e19219e9dc44543c4bec60ddd9f44ba3 In diesem Jahr wurde der Christoph-Schmelzer-Preis für zwei Doktorarbeiten vergeben: Dr. Sonja Schellhammer vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf und Dr. Sebastian Meyer von der Ludwig-Maximilians-Universität München wurden am 21. November bei GSI und FAIR ausgezeichnet. Mit dem Preis prämiert der Verein zur Förderung der Tumortherapie mit schweren Ionen e.V. jährlich herausragende Master- bzw. Promotionsarbeiten auf dem Gebiet der Tumortherapie mit Ionenstrahlen. In diesem Jahr wurde der Christoph-Schmelzer-Preis für zwei Doktorarbeiten vergeben: Dr. Sonja Schellhammer vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf und Dr. Sebastian Meyer von der Ludwig-Maximilians-Universität München wurden am 21. November bei GSI und FAIR ausgezeichnet. Mit dem Preis prämiert der Verein zur Förderung der Tumortherapie mit schweren Ionen e.V. jährlich herausragende Master- bzw. Promotionsarbeiten auf dem Gebiet der Tumortherapie mit Ionenstrahlen.

Grußworte zum 21. Christoph-Schmelzer-Preis sprachen Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR, Professor Gerhard Kraft, der Begründer und ehemalige Bereichsleiter der GSI-Biophysik. Auch Dr. Hartmut Eickhoff, Vorstandsvorsitzender des Fördervereins, begrüßte die Teilnehmenden. Den Festvortrag hielt Prof. Dr. Dr. Jürgen Debus vom Universitätsklinikum Heidelberg und Direktor der dortigen Radiologischen Klinik. Er berichtete über Langzeiterfahrungen zur Strahlentherapie mit Schwerionen und von aktuellen Studienergebnissen.

In ihrer Dissertation an der TU Dresden hat Dr. Sonja Schellhammer die Bildgebung mittels Magnetresonanztomographie (MRT) während der Behandlung mit Protonenstrahlenuntersucht. Langfristiges Ziel dieser Kombination ist die präzisere Lokalisation des Tumorvolumens. Am Institut für Radioonkologie (OncoRay) des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf wurde im Jahre 2017 die weltweit erste Anlage errichtet, bei der ein Magnetresonanztomograph in eine Protonenstrahlführung integriert ist. Schellhammers Arbeit mit dem Titel „Technical Feasibilityof MR-Integrated Proton Therapy: Beam Deflection and Image Quality“ analysiert sowohl die Auswirkung der MRT-Magnetfelder auf den Protonenstrahl als auch die Auswirkung der Protonenstrahlführung auf die Qualität des entstehenden MRT-Bildes.

Dr. Sebastian Meyer untersuchte im Rahmen seiner Promotion, ob Ionenstrahl-Computer-Tomographie anstatt Röntgen-Computertomographie Potential für klinischen Einsatz hat und welche verschiedenen Detektorsysteme und Ionenspezies sich eignen würden. Dazu simulierte er CT-Bilder, die mithilfe von Protonen, Helium- und Kohlenstoff-Ionenstrahlen gewonnen werden können. Außerdem evaluierte er in seiner Doktorarbeit mit dem Titel “On the Clinical Potential of Ion Computed Tomography with Different Detector Systems and Ion Species“ die Integration dieser Bilder in die Tumorbehandlungsplanung und die daraus resultierende Verbesserung der Bestrahlungsgenauigkeit.

Das Preisgeld beträgt jeweils 1500 Euro. Diese nunmehr 21. Preisverleihung bedeutet eine langjährige Kontinuität in der Förderung von Nachwuchs auf dem Gebiet der Tumortherapie mit Ionenstrahlen. Die Themen der wissenschaftlichen Arbeiten sind von grundlegender Bedeutung für die Weiterentwicklung der Ionenstrahltherapie, da die Ergebnisse der prämierten Arbeiten oftmals Einzug in die klinische Anwendung finden. Benannt ist die Auszeichnung nach Professor Christoph Schmelzer, dem Mitbegründer und ersten Wissenschaftlichen Geschäftsführer von GSI. Das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, wo die Schwerionentherapie in Deutschland in den 1990er Jahren bis zur klinischen Reife entwickelt wurde, bietet traditionell den passenden Rahmen für die jährliche Festveranstaltung.

Der Verein zur Förderung der Tumortherapie unterstützt Forschungsaktivitäten auf dem Gebiet der Tumortherapie mit schweren Ionen mit dem Ziel, die Behandlung von Tumoren zu verbessern und der allgemeinen Patientenversorgung zur Verfügung zu stellen. An der Beschleunigeranlage bei GSI wurden im Rahmen eines Pilotprojekts von 1997 bis 2008 über 400 Patienten mit Tumoren im Kopf- und Halsbereich mit Ionenstrahlen behandelt. Die Heilungsraten dieser Methode liegen zum Teil bei über 90 Prozent und die Nebenwirkungen sind sehr gering. Der Erfolg des Pilotprojektes führte zum Aufbau klinischer Ionenstrahltherapiezentren in Heidelberg und Marburg, an denen nun Patienten routinemäßig mit schweren Ionen behandelt werden. (LW)

Weitere Informationen:

Verein zur Förderung der Tumortherapie mit schweren Ionen e.V.

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Aktuelles
news-3560 Fri, 22 Nov 2019 12:05:41 +0100 Hessische Politikerinnen besuchen energieeffizienten „Green IT Cube“ bei GSI und FAIR https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3560&cHash=0c7953e7c4d2b41f543e0637bcf525ca Das energieeffiziente Höchstleistungs-Rechenzentrum „Green IT Cube“ und die Fortschritte des FAIR-Projekts waren zentrale Themen beim Besuch der hessischen Politikerinnen Martina Feldmayer, Kaya Kinkel und Ursula auf der Heide von Bündnis 90/Die Grünen. Empfangen wurden sie von Dr. Thorsten Kollegger, dem Leiter der IT-Abteilung von GSI und FAIR und Dr. Ingo Peter, dem Leiter der Öffentlichkeitsarbeit von GSI und FAIR. Das energieeffiziente Höchstleistungs-Rechenzentrum „Green IT Cube“ und die Fortschritte des FAIR-Projekts waren zentrale Themen beim Besuch der hessischen Politikerinnen Martina Feldmayer, Kaya Kinkel und Ursula auf der Heide von Bündnis 90/Die Grünen. Empfangen wurden sie von Dr. Thorsten Kollegger, dem Leiter der IT-Abteilung von GSI und FAIR und Dr. Ingo Peter, dem Leiter der Öffentlichkeitsarbeit von GSI und FAIR.

Der Besuch der Politikerinnen war Bestandteil einer Informationstour zu mehreren Rechenzentren in Hessen. Die Landtagsabgeordnete Martina Feldmayer ist stellvertretende Fraktionsvorsitzende der Grünen-Fraktion im Hessischen Landtag, Fraktionssprecherin für Umwelt- und Klimapolitik und Mitglied im Landtagsausschuss für Umwelt, Klimaschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz sowie im Hauptausschuss. Die Landtagsabgeordnete Kaya Kinkel ist Fraktionssprecherin für Energie- und Wirtschaftspolitik sowie stellvertretende Vorsitzende im Landtagsausschuss für Digitales und Datenschutz und Mitglied im Ausschuss für Wirtschaft, Energie, Verkehr und Wohnen. Ursula auf der Heide ist Stadtverordnete in Frankfurt und dort stellvertretende Fraktionsvorsitzende der Grünen-Fraktion, außerdem Mitglied in den städtischen Ausschüssen für Umwelt und Sport sowie Wirtschaft und Frauen.

Der „Green IT Cube“ auf dem GSI/FAIR-Campus gehört zu den leistungsfähigsten wissenschaftlichen Rechenzentren der Welt. Zugleich setzt er Maßstäbe in der IT-Technologie und beim Thema Energiesparen: Dank eines speziellen Kühlsystems ist er besonders energie- und kosteneffizient. Anstatt mit Luft werden die Rechner mit Wasser gekühlt. Dadurch entspricht der Energieaufwand für die Kühlung weniger als sieben Prozent der für das Rechnen aufgewendeten elektrischen Leistung. Bei herkömmlichen Rechenzentren mit Luftkühlung beträgt diese Relation 30 bis 100 Prozent. Das innovative Kühlsystem ermöglicht außerdem eine kompakte und damit platzsparende Bauweise. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nutzen den „Green IT Cube“ bei GSI und FAIR, um Simulationen durchzuführen und Detektoren für FAIR zu entwickeln. Außerdem werten sie Messdaten von Experimenten an den Beschleunigeranlagen von GSI und FAIR aus.

Nach der Besichtigung des „Green IT Cube“ hatten die Gäste noch Gelegenheit, sich über den aktuellen Stand des FAIR-Bauprojekt zu informieren und die laufenden Arbeiten auf dem 20 Hektar großen Baufeld zu besichtigen, von den fertiggestellten Abschnitten für den zentralen Ringbeschleuniger SIS100 bis zur Baugrube für den ersten der künftigen Groß-Experimentierplätze. (BP)

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Aktuelles
news-3555 Wed, 20 Nov 2019 09:00:00 +0100 Neuer Ansatz bei der Suche nach Dunkler Materie https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3555&cHash=85b20473abac8b10cbf1119244976705 Einen völlig neuen Ansatz bei der Suche nach Dunkler Materie haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der BASE-Kollaboration am europäischen Forschungszentrum CERN zusammen mit einer Arbeitsgruppe am Exzellenzcluster PRISMA+ der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) verfolgt: Erstmals haben sie den Einfluss von Dunkler Materie auf Antimaterie statt auf gewöhnliche Materie untersucht. Die Ergebnisse ihrer Arbeit sind in der jüngsten Ausgabe der renommiertenFachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht. Die Meldung basiert auf einer Pressemitteilung der Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Einen völlig neuen Ansatz bei der Suche nach Dunkler Materie haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der BASE-Kollaboration am europäischen Forschungszentrum CERN zusammen mit einer Arbeitsgruppe am Exzellenzcluster PRISMA+ der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) verfolgt: Erstmals haben sie den Einfluss von Dunkler Materie auf Antimaterie statt auf gewöhnliche Materie untersucht. Die Ergebnisse ihrer Arbeit sind in der jüngsten Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht.

Beteiligt sind Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt, des japanischen Forschungszentrums RIKEN, des Max-Planck-Instituts für Kernphysik in Heidelberg (MPIK) und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) Braunschweig, die wiederum im Max Planck-RIKEN-PTB Center for Time, Constants and Fundamental Symmetries zusammenarbeiten, sowie des CERN, der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU), des Helmholtz-Instituts Mainz (HIM), der Universität Tokyo und der Leibniz-Universität Hannover.

„Bisher haben Wissenschaftler in Präzisionsexperimenten bei niedrigen Energien stets materie-basierte Proben benutzt, um an ihnen eine Kopplung von Dunkler Materie nachzuweisen“, erläutert der Erstautor der aktuellen Studie, Dr. Christian Smorra, der zurzeit am japanischen Forschungsinstitut RIKEN tätig ist und in den nächsten Jahren im Rahmen eines ERC Starting Grants am Institut für Physik der JGU eine Arbeitsgruppe aufbauen wird. „Wir suchen zum ersten Mal explizit nach einer Wechselwirkung zwischen Dunkler Materie und Antimaterie. Die meisten Studien gehen von einer symmetrischen Wechselwirkung der Dunklen Materie mit Teilchen und Antiteilchen aus. Wir überprüfen in unserer Studie, ob das wirklich der Fall ist.“

Dieser Ansatz hat doppelten Charme: Über die mikroskopischen Eigenschaften der Dunklen Materie ist bisher nur sehr wenig bekannt – einer der viel diskutierten Kandidaten sind sogenannte ALPs (Axion Like Particles). Darüber hinaus liefert das Standardmodell der Teilchenphysik keine Erklärung, warum es im Universum so viel mehr Materie als Antimaterie gibt. „Wir hoffen, durch unsere Experimente einen Hinweis zu finden, der die beiden Fragestellungen verbinden könnte“, so Dr. Yevgeny Stadnik, der im Rahmen eines Humboldt Fellowships am HIM an der Studie mitgewirkt hat. „Denn sowohl theoretisch als auch experimentell ist eine asymmetrische Wechselwirkung dieser Art zuvor noch nicht untersucht worden. In unserer aktuellen Forschungsarbeit gehen wir einen ersten Schritt in diese Richtung.“

Das Untersuchungsobjekt der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ist ein einzelnes Antiproton, gefangen in einer speziellen Teilchenfalle, einer sogenannten Penningfalle. Diese Teilchen erzeugten die Wissenschaftler am Antiproton Decelerator (AD) am CERN, der weltweit einzigen Forschungsanlage, in der Antiprotonen bei niedriger Energie zur Verfügung gestellt werden. Anschließend speicherten und untersuchten die Wissenschaftler die dort erzeugten Antiprotonen im Fallensystem der BASE Kollaboration.

Das Antiproton besitzt nicht nur eine Ladung, sondern auch einen Eigendrehimpuls – im Fachjargon Spin. In einem Magnetfeld präzediert dieser Spin mit einer ganz bestimmten, konstanten Frequenz – der Spinpräzessionsfrequenz. „Die Anwesenheit von Dunkler Materie könnten wir dadurch detektieren, dass sich diese Frequenz verändert“, so Christian Smorra. „Dabei betrachten wir die potentiellen Teilchen der Dunklen Materie als klassisches Feld mit einer bestimmten Wellenlänge. Die Dunkle Materie Wellen laufen kontinuierlich durch unser Experiment und verändern dort periodisch die eigentlich konstante Präzessionsfrequenz des Antiproton-Spins im Magnetfeld.“

Mit ihrem experimentellen Aufbau haben die Forscher einen bestimmten Frequenzbereich abgesucht – und bisher keine Hinweise auf Dunkle Materie gefunden. „Mit unserem aktuellen Messaufbau haben wir zwar keine signifikante und periodische Änderung der Spinpräzessionsfrequenz des Antiprotons gefunden“, erläutert Stefan Ulmer, Sprecher der BASE Kollaboration am CERN. „Gleichwohl haben wir die Empfindlichkeit im Vergleich zu astrophysikalischen Beobachtungen um bis zu fünf Größenordnungen übertroffen. Das bedeutet, wir haben basierend auf der jetzigen Empfindlichkeit unseres Experiments eine neue obere Grenze für die Stärke einer potentiellen Wechselwirkung zwischen Dunkler Materie und Antimaterie definiert.“

Im Grunde genommen haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in ihrem aktuellen Projekt zwei Forschungsgruppen zusammengeführt. Die BASE Kollaboration am CERN beschäftigt sich schon sehr lange und erfolgreich mit den fundamentalen Eigenschaften des Antiprotons, während die Gruppe um Prof. Dr. Dmitry Budker, Wissenschaftler am Exzellenzcluster PRISMA+ der JGU und am HIM, sehr aktiv bei der Suche nach Dunkler Materie ist und entscheidend zur Interpretation der Studie beigetragen hat. „Wir haben festgestellt, dass unsere Forschung sehr viele Schnittmengen aufweist und daraus die Idee für diesen neuen Ansatz bei der Suche nach Dunkler Materie geboren“, so Dmitry Budker.

Künftig wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Genauigkeit bei der Messung der Spinpräzessionsfrequenz des Antiprotons weiter verbessern – dies wäre dann auch die Voraussetzung dafür, die Antimaterie-basierte Suche nach Dunkler Materie noch empfindlicher zu machen. Hierzu werden in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Jochen Walz am Institut für Physik der JGU, in Zusammenarbeit mit MPIK und RIKEN, neue Kühlmethoden für Protonen und Antiprotonen entwickelt, während eine Gruppe von Wissenschaftlern an der PTB Braunschweig, der Leibniz Universität Hannover und RIKEN derzeit Methoden zur Quantenlogik-Spektroskopie des Antiproton-Spins entwickelt. Es wäre darüber hinaus interessant, ähnliche Studien mit anderen Antiteilchen durchzuführen, zum Beispiel mit Positronen oder Antimyonen. (JGU/BP)

Originalpublikation

Wissenschaftliche Veröffentlichung in Nature (Englisch)

Weitere Informationen

BASE-Experiment

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Aktuelles
news-3557 Mon, 18 Nov 2019 09:00:00 +0100 PANDA-Kollaboration zeichnet Doktorandin aus: PhD-Preis für Dr. Silke Grieser https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3557&cHash=3610e2024e459ef80081661e1c34e6e6 Der PANDA-PhD-Preis geht in diesem Jahr an Dr. Silke Grieser für ihre Promotionsarbeit bei GSI und FAIR sowie an der Westfälischen Wilhelms-Universität in Münster. Sie nahm die Auszeichnung beim jüngsten PANDA-Kollaborationstreffen in Darmstadt entgegen. Der PANDA-PhD-Preis geht in diesem Jahr an Dr. Silke Grieser für ihre Promotionsarbeit bei GSI und FAIR sowie an der Westfälischen Wilhelms-Universität in Münster. Sie nahm die Auszeichnung beim jüngsten PANDA-Kollaborationstreffen in Darmstadt entgegen.

Dr. Silke Grieser hat den Preis für ihre Dissertation zum Thema „Cluster-Jet Targets for the PANDA-, MAGIX-, and CryoFlash-Experiments at Hadron-, Lepton-, and Laser-Facilities“ erhalten. Betreuer der Promotion war Professor Alfons Khoukaz von der Westfälischen Wilhelms-Universität in Münster. Überreicht wurde die Auszeichnung nun vom Sprecher der PANDA-Kollaboration, Klaus Peters vom GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung.

Der PhD-Preis wird seit 2013 einmal jährlich von der PANDA-Kollaboration für die beste Dissertation verliehen, die im Rahmen des PANDA-Experiments erstellt wurde. PANDA ist eines der Schlüsselexperimente am künftigen Beschleunigerzentrum FAIR, im Mittelpunkt stehen die Forschung mit Antimaterie sowie verschiedenen Themen rund um die schwache und die starke Kraft, exotische Zustände von Materie und die Struktur von Hadronen. In der Kollaboration arbeiten mehr als 500 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus 20 Ländern zusammen. In ihrer Dissertation untersuchte Dr. Silke Grieser verschiedene Aspekten von Cluster Jets, um eine große Anzahl exotischer Teilchen im Panda-Detektor zu produzieren, der an der FAIR-Beschleunigeranlage aufgebaut wird.

Kandidatinnen und Kandidaten für den PhD-Preis werden von der jeweiligen Promotionsbetreuung nominiert. Voraussetzung ist neben einem direkten Bezug zur PANDA-Forschung die Bewertung der Promotion mit mindestens „sehr gut“. Bis zu drei Kandidaten kommen in die engere Auswahl und dürfen ihre Arbeit beim PANDA-Kollaborationsmeeting präsentieren. Die Entscheidung erfolgt durch ein von der PANDA-Kollaboration benanntes Komitee. Mit dem PhD-Preis möchte die PANDA-Kollaboration die Beiträge von Studierenden zum PANDA-Projekt besonders würdigen. (BP)

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Aktuelles
news-3553 Fri, 15 Nov 2019 14:00:00 +0100 Ausstellung „50 Jahre GSI – Lieblingsbilder und Erinnerungen“ eröffnet https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3553&cHash=7bbd9ef72b74e3f33eb6c893e37e4226 Das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung feiert in diesem Jahr sein 50-jähriges Bestehen, es wurde im Dezember 1969 gegründet. Zu den Jubiläumsaktivitäten gehörten auch zwei ganz besondere Aktionen: Zum einen wurden die zehn Lieblingsbilder aus fünf Jahrzehnten GSI-Geschichte gewählt. Zum anderen hatten die jetzigen und die ehemaligen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter die Gelegenheit, ihre persönlichen Erinnerungen an ihre Zeit bei GSI als kurze Erzählung einzureichen. Das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung feiert in diesem Jahr sein 50-jähriges Bestehen, es wurde im Dezember 1969 gegründet. Zu den Jubiläumsaktivitäten gehörten auch zwei ganz besondere Aktionen: Zum einen wurden die zehn Lieblingsbilder aus fünf Jahrzehnten GSI-Geschichte gewählt. Zum anderen hatten die jetzigen und die ehemaligen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter die Gelegenheit, ihre persönlichen Erinnerungen an ihre Zeit bei GSI als kurze Erzählung einzureichen. Die Ergebnisse sind nun in der öffentlichen Ausstellung „50 Jahre GSI – Lieblingsbilder und Erinnerungen“ zu sehen. Zur Eröffnung sprach Professor Karlheinz Langanke, Forschungsdirektor von FAIR und GSI, ein Grußwort.

„GSI blickt auf eine beeindruckende Historie mit zahlreichen wissenschaftlichen Entdeckungen zurück und gleichzeitig durch den Bau des internationalen FAIR-Beschleunigers in eine ereignisreiche Zukunft, die uns viele weitere Höhepunkte erwarten lässt“, sagte Professor Langanke. „Die Ausstellung zeigt anhand der Fotos, wie ansprechend und ästhetisch die Forschung auch optisch sein kann. Die Erinnerungen geben einen Einblick in die von Wertschätzung und Kooperation geprägte Arbeit hier auf dem Campus und natürlich auch im internationalen Umfeld. Diese Werte wollen wir auch in Zukunft hochhalten.“

Die Ausstellung zeigt die zehn sowohl von der Belegschaft als auch von Externen gewählten Lieblingsbilder als großformatige Fotoabzüge. Annähernd 500 Personen hatten die Gelegenheit genutzt, aus insgesamt 50 historischen und aktuellen Fotos der Beschleuniger- und Experimentieranlagen ihre Favoriten auszuwählen. Die präsentierten Fotos sind die zehn Bilder mit den meisten Stimmen. Neben Bildern von Detektoren und Beschleunigerkomponenten zählen zu den meistgewählten Fotos auch ausgefallenere Motive, etwa eine herbstliche Impression des Campus oder der Besuch eines Star-Wars-Kostümclubs.

Weiterhin wird eine Auswahl von zwölf bebilderten GSI-Erinnerungen auf Postern präsentiert. Die Beiträge haben ehemalige und gegenwärtige Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sowie wissenschaftliche Gäste der vergangenen Jahre eingereicht. Auf teils ernste und teils humorvolle Art portraitieren sie Ereignisse, Begegnungen, Erfolge und das übergreifende Zusammenwirken in den vielfältigen Arbeitsgebieten auf dem Campus und stehen so stellvertretend für eine gelebte Kultur des wissenschaftlichen Austauschs und der gemeinsamen Einsatzbereitschaft.

Die Ausstellung findet im Foyer des Konferenz- und Bürogebäudes West (KBW) auf dem GSI/FAIR-Campus, Planckstraße 1, 64291 Darmstadt, statt und ist vom 15. November bis 20. Dezember 2019 jeweils von Montag bis Freitag im Zeitraum 10 – 16 Uhr für einen Besuch geöffnet. Externe Gäste werden gebeten, für den Einlass auf den Campus ein Ausweisdokument mitzubringen. (CP)

Weitere Informationen
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Presse Aktuelles
news-3549 Wed, 13 Nov 2019 09:18:00 +0100 FAIR-GSI-Doktorandenpreis 2019 für Kristian König https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3549&cHash=06c6e10fb741989062c110570aa7cc43 Dr. Kristian König wurde mit dem FAIR-GSI-Doktorandenpreis 2019 ausgezeichnet. Der Preis, der jährlich verliehen wird, ist mit 1.000 Euro dotiert und wird von Pfeiffer Vacuum gestiftet. Übergeben wurde der Preis vor Kurzem im Rahmen des GSI-FAIR-Kolloquiums durch Professor Karlheinz Langanke, Forschungsdirektor von FAIR und GSI, und Daniel Sälzer, Geschäftsführer der Pfeiffer Vacuum GmbH. Dr. Kristian König wurde mit dem FAIR-GSI-Doktorandenpreis 2019 ausgezeichnet. Der Preis, der jährlich verliehen wird, ist mit 1.000 Euro dotiert und wird von Pfeiffer Vacuum gestiftet. Übergeben wurde der Preis vor Kurzem im Rahmen des GSI-FAIR-Kolloquiums durch Professor Karlheinz Langanke, Forschungsdirektor von FAIR und GSI, und Daniel Sälzer, Geschäftsführer der Pfeiffer Vacuum GmbH.

Die Doktorarbeit von Kristian König zum Thema „Laser-Based High-Voltage Metrology with ppm Accuracy“ wurde an der Technischen Universität Darmstadt in der Arbeitsgruppe von Professor Wilfried Nörtershäuser angefertigt. Die präzise Messung hoher Spannungen von einigen 10.000 Volt ist in vielen Bereichen der Technik notwendig. Präzisionsexperimente in der Physik erfordern teilweise Genauigkeiten bis auf ein Millionstel der gemessenen Spannung (1 ppm = 1 part per million). Kristian König ist es gelungen, solche Spannungen mit Hilfe eines Lasers zu messen. Dazu werden Ionen (positiv geladene Atome) mit der zu messenden Spannung beschleunigt und dann der Einfluss der Geschwindigkeit auf die "Farbe" (die Frequenz) des von den Ionen ausgesandten Lichtes gemessen. Dabei macht man sich den Dopplereffekt zunutze, den man aus dem täglichen Leben kennt: Kommt ein Krankenwagen mit Martinshorn mit hoher Geschwindigkeit auf den Beobachter zu, hört er einen deutlich höheren Ton, als wenn der Wagen stehen würde. Entfernt sich der Krankenwagen, wird der Ton hingegen tiefer. Wird die Tonhöhe (die Frequenz) gemessen und ist die des ruhenden Martinshorns bekannt, kann man auf die Geschwindigkeit des Krankenwagens schließen. Genau das gleiche geschieht auch mit dem Licht, das Atome oder Ionen im Flug aussenden. Dieser optische Dopplereffekt kann mit Lasern extrem präzise bestimmt werden, dabei muss man jedoch die Eigenschaften des Ionenstrahls und des Laserstrahls sehr gut unter Kontrolle haben. Kristian König hat eine Apparatur aufgebaut, mit der er in der Lage ist, mit diesem Verfahren Spannungen auf 5 ppm genau zu messen. Dies ist 20-mal genauer, als es je zuvor mit dieser Technik gelungen war. Solche genauen Messungen werden beispielsweise benötigt, um die Geschwindigkeit der Ionen in den Speicherringen bei GSI und zukünftig bei FAIR zu bestimmen, was für Präzisionsexperimente von entscheidender Bedeutung ist.

Pfeiffer Vacuum und GSI verbindet eine langjährige Partnerschaft. Vakuumlösungen von Pfeiffer Vacuum werden in den Anlagen bei GSI seit Jahrzehnten erfolgreich eingesetzt.

Der FAIR-GSI-Doktorandenpreis wird jährlich für die beste Doktorarbeit des vorangegangenen Jahres vergeben, die durch GSI im Rahmen der strategischen Partnerschaften mit den Universitäten in Darmstadt, Frankfurt, Gießen, Heidelberg, Jena, Mainz oder durch das Forschungs- und Entwicklungsprogramm gefördert wurde. Aktuell arbeiten im Rahmen der Graduiertenschule HGS-HIRe (Helmholtz Graduate School for Hadron and Ion Research) über 300 Doktorandinnen und Doktoranden an Dissertationen mit Verbindung zu GSI und FAIR. (CP)

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Aktuelles FAIR
news-3551 Mon, 11 Nov 2019 09:00:00 +0100 Kooperationstreffen von GSI/FAIR und Forschungszentrum Jülich https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3551&cHash=075d2de142067693bb597627ab3c7206 Um die aktuelle und die künftige Zusammenarbeit zwischen GSI/FAIR und den Bereichen des Instituts für Kernphysik (IKP) am Forschungszentrum Jülich ging es vor Kurzem bei einer Veranstaltung mit Vertreterinnen und Vertretern beider Forschungseinrichtungen auf dem GSI Campus in Darmstadt. Ziel war unter anderem, Schnittstellen bestehender Projekte zu strukturieren, zukünftige Kooperationsprojekte zu identifizieren, dabei Synergien zu erzeugen und die Ergebnisse in Projektsteckbriefen festzuhalten. Um die aktuelle und die künftige Zusammenarbeit zwischen GSI/FAIR und den Bereichen des Instituts für Kernphysik (IKP) am Forschungszentrum Jülich ging es vor Kurzem bei einer Veranstaltung mit Vertreterinnen und Vertretern beider Forschungseinrichtungen auf dem GSI Campus in Darmstadt. Ziel war unter anderem, Schnittstellen bestehender Projekte zu strukturieren, zukünftige Kooperationsprojekte zu identifizieren, dabei Synergien zu erzeugen und die Ergebnisse in Projektsteckbriefen festzuhalten. Diese Vorarbeit dient als inhaltliche Grundlage für einen Kooperationsvertrag, der die zukünftige Zusammenarbeit der Institute beschreiben soll. Die nächste Veranstaltung folgt bereits.

Die erfolgreiche Kooperation zwischen GSI/FAIR und dem IKP in Wissenschaft, Beschleunigertechnologie und im FAIR-Projekt besteht seit langem und war eine solide Basis für die Inhalte des Workshops. Der Schwerpunkt lag auf dem Thema „Beschleuniger“, von der Planung über die Realisierung bis zum Betrieb sowie zugehöriger Technologie und Schnittstellen. Die 30 unterschiedlichen, im Verlauf der Veranstaltung festgehaltenen Kooperationsprojekte umfassen dabei eine große Bandbreite und werden nun konkret mit Meilensteinen, Terminen und Ressourcen beschrieben. Thematisch reichen sie von den bereits bestehenden FAIR-Subprojekten für den Hochenergie-Speicherring HESR und die Forschungssäule PANDA über andere Subprojekte, wie den Collector Ring (Beam Cooling) oder Commons (Vakuum, Strahldiagnose und Netzgeräte) bis hin zu künftig gewünschten Kooperationen in den Bereichen Installation, Inbetriebnahme und Betrieb der Beschleunigeranlagen.

Insgesamt waren 50 Personen an dem zweitätigen Workshop beteiligt, etwa die Hälfte davon kam aus Jülich, vom Institutsbereich „Kernphysikalische Großgeräte“. Zu ihnen gehörte auch dessen kommissarischer Leiter Dr. Ralf Gebel. Begrüßt wurden die Gäste vom Technischen Geschäftsführer von GSI und FAIR, Jörg Blaurock. Neben der gemeinsamen Workshop-Arbeit stand auch ein Besuch auf der FAIR Baustelle an, unter anderem bei den fertiggestellten Abschnitten des zentralen Ringbeschleunigers SIS100. Außerdem bot die Veranstaltung den Teilnehmenden die Möglichkeit, sich intensiv auszutauschen und förderte das gegenseitige Verständnis.

Nun folgt eine weitere Veranstaltung. Diesmal stehen die Kooperationsthemen im Bereich Forschung und Experimente im Mittelpunkt des Workshops. (BP)

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Aktuelles
news-3545 Thu, 07 Nov 2019 14:17:00 +0100 Photopoint zum Jubiläum: Vor 25 Jahren wurde das chemische Element Darmstadtium entdeckt https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3545&cHash=65abce1dd8c0f08be62af787a8c16dae Es war einer der größten Erfolge in der Grundlagenforschung am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und zugleich ein Moment, der zu einem besonderen Alleinstellungsmerkmal für die Stadt Darmstadt wurde: jener 9. November 1994 um 16.39 Uhr, als erstmals das chemische Element 110 im GSI-Teilchenbeschleuniger erzeugt wurde. Inzwischen ist es nach seinem Entdeckungsort „Darmstadtium“ benannt und die Wissenschaftsstadt Darmstadt als einzige deutsche Stadt im Periodensystem der Elemente verewigt. Es war einer der größten Erfolge in der Grundlagenforschung am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und zugleich ein Moment, der zu einem besonderen Alleinstellungsmerkmal für die Stadt Darmstadt wurde: jener 9. November 1994 um 16.39 Uhr, als erstmals das chemische Element 110 im GSI-Teilchenbeschleuniger erzeugt wurde. Inzwischen ist es nach seinem Entdeckungsort „Darmstadtium“ benannt und die Wissenschaftsstadt Darmstadt als einzige deutsche Stadt im Periodensystem der Elemente verewigt. Zudem ist das Element Namensgeber für das Wissenschafts- und Kongresszentrum „darmstadtium“. An die Entdeckung vor 25 Jahren erinnern GSI und Kongresszentrum mit einem eigens dafür gestalteten Photopoint im Foyer des „darmstadtium“, der nun zum Jubiläum feierlich eröffnet wurde.

Der neue Photopoint steht für Spitzenforschung, die weltweit führend und zugleich mit der Region verwurzelt ist, und schärft das Profil der Wissenschaftsstadt Darmstadt als weiterer Mosaikstein. Der Wissenschaftliche Geschäftsführer von GSI und FAIR, Professor Paolo Giubellino und der Darmstädter Oberbürgermeister Jochen Partsch nahmen gemeinsam die Eröffnung vor. Der Leiter des Entdeckerteams des Elements Darmstadtium, Professor Sigurd Hofmann, gab einen Rückblick auf die Geschichte rund um die erstmalige Erzeugung von Element 110. Das Jubiläum der Darmstadtium-Ersterzeugung fällt zudem in das von den Vereinten Nationen ausgerufene Internationale Jahr des Periodensystems: 2019 jährt sich die Entdeckung des Periodensystems zum 150. Mal.

Auf dem Photopoint sind die entscheidenden Etappenschritte des chemischen Elements Darmstadtium verzeichnet: Entdeckung am 9. November 1994, offizielle Anerkennung durch die IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) am 15. August 2003, Taufe am 2. Dezember 2003. Außerdem ist die Zerfallskette des Elements abgebildet, durch deren Messung das Element erst identifiziert werden kann. Für die Erzeugung von Darmstadtium werden Nickel-Atomkerne im Teilchenbeschleuniger mit einer Geschwindigkeit von rund 30.000 Kilometer pro Sekunde auf eine hauchdünne Folie aus Blei geschossen. Wenn die beiden Atomkerne miteinander verschmelzen, entsteht das Element Darmstadtium. Außerdem gelang es am GSI Helmholtzzentrum, fünf weitere chemische Elemente zu entdecken, die Elemente Bohrium, Hassium, Meitnerium, Roentgenium und Copernicium. Das Element Hassium ist nach dem Bundesland Hessen benannt und ist dank GSI das einzige deutsche Bundesland, das im Periodensystem verewigt ist.

Neben all den Rückblicken weist der Hashtag #UniverseInTheLab auf dem Photopoint in die Zukunft: Mit dem derzeit bei GSI entstehenden internationalen Beschleunigerzentrum FAIR können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Vielfalt des Universums gleichsam ins Labor holen, um fundamentale Fragen wie die Entstehung der chemischen Elemente und die Entwicklung des Universums zu untersuchen.

Der Photopoint ist 2,5 Meter hoch, 1,2 Meter breit und steht auf einem kleinen Podest. Zum Arrangement gehört noch ein 40 Zentimeter großer Leuchtwürfel, der das in der physikalischen Realität winzig kleine, nur den Bruchteil einer Sekunde existierende Element Darmstadtium symbolisiert. Die Gäste im Kongresszentrum können sich in dieser Fotokulisse selbst in Szene setzen und sich mit viel Phantasie fotografisch darin verewigen – ein spannendes Stück Wissenschaft zum Anfassen. Die entstandenen Fotos können unter dem Hashtag #UniverseInTheLab veröffentlicht werden. (BP)

Über GSI und FAIR:

Das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt betreibt eine weltweit führende Teilchenbeschleunigeranlage für die Forschung. Forscherinnen und Forscher aus aller Welt nutzen die Anlage für Experimente, um neue Erkenntnisse über den Aufbau der Materie und die Entwicklung des Universums zu gewinnen. Darüber hinaus entwickeln sie neuartige Anwendungen in Medizin und Technik. Derzeit wird in internationaler Zusammenarbeit die neue Anlage FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) gebaut. Es ist eines der größten Forschungsvorhaben weltweit. Rund 3000 Wissenschaftler aus aller Welt können an FAIR Spitzenforschung betreiben.

Über das Wissenschafts- und Kongresszentrum „darmstadtium“:

Das Wissenschafts- und Kongresszentrum Darmstadt bietet ideale Voraussetzungen für internationale Kongresse, Tagungen, Produktpräsentationen, Hauptversammlungen oder Messen. Ressourcenschonende Nachhaltigkeit und eine in Deutschland einmalige und mehrfach prämierte IT-Infrastruktur für beste Konnektivität zeichnen Deutschlands schnellstes Kongresszentrum mit einer Anbindung von 20Gbit/s (redundant) aus. Das "darmstadtium" ist direkt im Stadtzentrum gelegen und mit dem Airliner alle 30 Minuten an den internationalen Flughafen Frankfurt angebunden.

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Presse Aktuelles
news-3547 Wed, 06 Nov 2019 18:09:00 +0100 European Physical Society zu Gast bei FAIR und GSI https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3547&cHash=031fe81452033e8ee27212ef8f780592 Vor Kurzem besuchte das Nuclear Physics Board der European Physical Society (EPS) im Rahmen seines zweimal jährlich stattfindenden Treffens die Anlagen von FAIR und GSI. Das Board ist das höchste Gremium für Kernphysik im Rahmen der EPS. Vor Kurzem besuchte das Nuclear Physics Board der European Physical Society (EPS) im Rahmen seines zweimal jährlich stattfindenden Treffens die Anlagen von FAIR und GSI. Das Board ist das höchste Gremium für Kernphysik im Rahmen der EPS.

In einer Reihe von Vorträgen erfuhren die Teilnehmerinnen und Teilnehmer mehr über die Wissenschaft bei GSI während der FAIR-Phase 0, über den Fortschritt beim Bau der FAIR-Beschleuniger und -Detektoren sowie über die zukünftigen Forschungsmöglichkeiten an FAIR. Auch die FAIR-relevante Forschung an den Partneruniversitäten in Darmstadt und Frankfurt wurde vorgestellt. Den Baufortschritt konnten die Board-Mitglieder auf der FAIR-Aussichtsplattform bei einem Blick auf die Baustelle selbst in Augenschein nehmen.

Die European Physical Society ist ein Zusammenschluss von 42 europäischen physikalischen Gesellschaften. Die 1968 gegründete wissenschaftliche Gesellschaft repräsentiert damit über 100.000 Physikerinnen und Physiker in Europa. Ihr Sitz ist Mülhausen in Frankreich. Die Deutsche Physikalische Gesellschaft ist mit über 62.000 Mitgliedern größtes Mitglied der EPS. Zweck ist die Organisation von Konferenzen und die Förderung des wissenschaftlichen Austausches. (CP)

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Aktuelles
news-3543 Wed, 06 Nov 2019 09:00:00 +0100 Die Alchemie von verschmelzenden Neutronensternen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3543&cHash=8e12387a78aedb76f94ff3418e0fdb48 Zum ersten Mal haben Astronomen ein chemisches Element identifiziert, das durch das Verschmelzen zweier Neutronensterne gebildet wurde. Der verantwortliche Mechanismus, der als r-Prozess bezeichnet wird – auch bekannt als schneller Neutroneneinfang – gilt als der Ursprung großer Mengen von Elementen, die schwerer sind als Eisen. Diese Entdeckung wirft neues Licht auf das Rätsel über diejenigen Objekte, in denen dieser r-Prozess stattfindet. Diese Meldung basiert auf einer Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Astronomie, Heidelberg

Zum ersten Mal haben Astronomen ein chemisches Element identifiziert, das durch das Verschmelzen zweier Neutronensterne gebildet wurde. Der verantwortliche Mechanismus, der als r-Prozess bezeichnet wird – auch bekannt als schneller Neutroneneinfang – gilt als der Ursprung großer Mengen von Elementen, die schwerer sind als Eisen. Diese Entdeckung wirft neues Licht auf das Rätsel über diejenigen Objekte, in denen dieser r-Prozess stattfindet. Das Team von Astronomen, an dem auch Forschende von FAIR und GSI beteiligt waren, konnte nun eindeutig zeigen, dass die Vereinigung zweier Neutronensterne die Voraussetzungen für diesen Prozess schafft und als Reaktor dient, in dem neue Elemente erbrütet werden.

Die Herkunft von schweren Elementen wie Gold, Blei und Uran ist bis heute nicht völlig geklärt. Die leichtesten Elemente – Wasserstoff und Helium – wurden in nennenswerten Mengen bereits mit dem Urknall erzeugt. Die Kernfusion in den Zentren der Sterne ist zudem als Quelle für Atome vom Helium bis hin zum Eisen gut etabliert.

Für die Erzeugung von schwereren Atomen vermuten Wissenschaftler einen Prozess, der freie Neutronen an bereits bestehende Bausteine anlagert. Die schnelle Variante dieses Mechanismus ist der r-Prozess (r steht für rapid, d.h. schnell) oder schneller Neutroneneinfang. Welche Objekte solche Reaktionen ermöglichen, wird derzeit erforscht. Als potentielle Kandidaten gelten bislang seltene Formen von Supernovaexplosionen und die Verschmelzung von dichten Endstadien von Sternen wie Neutronen-Doppelsterne.

Große Mengen an Strontium bilden sich in weniger als einer Sekunde

Eine internationale Gruppe von Astronomen mit wesentlicher Beteiligung von Camilla Juul Hansen vom Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) in Heidelberg hat nun durch die Auswertung von Spektren die Signatur des Elements Strontium entdeckt, das während einer explosionsartigen Verschmelzung von zwei Neutronensternen durch den r-Prozess gebildet wurde. An der Veröffentlichung im Fachmagazin Nature waren auch Professorin Almudena Arcones und Privatdozent Andreas Bauswein beteiligt, die neben ihren Tätigkeiten in der Forschungsabteilung für theoretische Physik bei FAIR und GSI auch an der Technischen Universität Darmstadt sowie an der Universität Heidelberg, beides Partneruniversitäten von FAIR und GSI, tätig sind. Sie lieferten wertvolle Abschätzungen für die Veröffentlichung. Der Ablauf und die Eigenschaften des r-Prozesses gehören zu den wichtigen Forschungsfragen, die an der zukünftigen FAIR-Beschleunigeranlage untersucht werden sollen, die aktuell in Darmstadt errichtet wird.

Die explosive Vereinigung der Neutronensterne erzeugte eine Blase, die sich mit rasenden 20% bis 30% der Lichtgeschwindigkeit ausdehnt. Der Anteil des neu gebildeten Strontiums an der expandierenden Hülle beträgt etwa fünf Erdmassen (1 Erdmasse = 6·1024 kg). Somit liefern die Forscher zum ersten Mal den eindeutigen Nachweis, dass solch eine Kollision die Bedingungen für den r-Prozess bietet, in denen schwere Elemente erzeugt werden können. Nebenbei ist dies die erste empirische Bestätigung, dass Neutronensterne aus Neutronen bestehen.

Der r-Prozess ist wahrhaftig rasant. Pro Sekunde strömen mehr als 10²² Neutronen durch eine Fläche von einem Quadratzentimeter. Durch den Beta-Zerfall verwandeln sich einige der angehäuften Neutronen in Protonen, wobei jeweils ein Elektron und ein Antineutrino abgegeben werden. Das Besondere an dieser Reaktion ist, dass sich die Neutronen schneller zu großen Objekten zusammenfügen, als dass die neu entstandenen Konglomerate wieder zerfallen. So können selbst aus einzelnen Neutronen innerhalb weniger als eine Sekunde schwere Elemente entstehen.

Verschmelzende Neutronensterne erzeugen Gravitationswellen

Die Daten wurden im Nachgang der spektakulären Entdeckung des Gravitationswellensignals GW170817 vom August 2017 mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) erstellt.  Neben einem Gammastrahlungsausbruch wurde an selber Stelle die Kilonova AT2017gfo beobachtet, ein Nachleuchten im sichtbaren Licht aufgrund der radioaktiven Prozesse, das nach einem zunächst starken Helligkeitsanstieg innerhalb weniger Tage verblasste. Die erste Analyse der Spektren im Jahr 2017 durch eine andere Forschungsgruppe konnte zunächst kein klares Ergebnis über die Zusammensetzung der Reaktionsprodukte liefern.

Die aktuelle Auswertung von Dr. Hansen und ihren Kollegen basiert auf der Erstellung von synthetischen und der Modellierung der beobachteten Spektren, die über vier Tage hinweg in einem Abstand von je einem Tag aufgenommen wurden. Die Spektren deuten auf ein Objekt mit einer anfänglichen Temperatur von ca. 3700 K (ca. 3400 °C) hin, welches sich in den folgenden Tagen abschwächte und abkühlte. Auffällig sind die Helligkeitsdefizite bei Wellenlängen von 350 und 850 nm. Diese sind gleichsam die Fingerabdrücke des Elements, das an diesen Stellen Licht absorbiert.

Unter Berücksichtigung der Blauverschiebung dieser Absorptionsbanden, die durch die Expansion der Hülle wegen des Doppler-Effekts hervorgerufen wird, hat die Forschungsgruppe synthetische Spektren von einer großen Anzahl von Atomen mittels dreier Methoden mit zunehmender Komplexität berechnet. Da all diese Methoden konsistente Ergebnisse liefern, gilt die Schlussfolgerung als robust. Es stellte sich heraus, dass einzig Strontium, erzeugt durch den r-Prozess, in der Lage ist, die Positionen und die Stärke der Absorptionen in den Spektren zu erklären.

Ein Fortschritt im Verständnis der Entstehung schwerer Elemente

„Die Ergebnisse dieser Arbeit sind ein wichtiger Schritt bei der Entschlüsselung der Nukleosynthese von schweren Elementen und ihren kosmischen Brutstätten“, schlussfolgert Hansen. „Dies war nur durch die Verknüpfung der erst jungen Disziplin der Gravitationswellenastronomie mit präziser Spektroskopie elektromagnetischer Strahlung möglich. Diese neuen Messmethoden geben Hoffnung auf weitere bahnbrechende Erkenntnisse über die Eigenschaften des r-Prozesses.“ (CP)

Weitere Informationen:
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Aktuelles
news-3539 Mon, 04 Nov 2019 11:30:00 +0100 FAIR-Großexperiment CBM: Kollaborationstreffen in Indien https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3539&cHash=8154c68381972b7595d5bd9436f4f1f5 Der Status und die nächsten Schritte hin zur Realisierung des CBM-Experiments – eine der vier großen Forschungssäulen des künftigen Beschleunigerzentrums FAIR – standen im Mittelpunkt des jüngsten CBM-Kollaborationstreffens in Indien. Die Veranstaltung mit rund 100 Teilnehmerinnen und Teilnehmern fand vor Kurzem auf dem neuen Campus des indischen FAIR Gesellschafters, des Bose-Instituts in Kolkata, statt. Der Status und die nächsten Schritte hin zur Realisierung des CBM-Experiments – eine der vier großen Forschungssäulen des künftigen Beschleunigerzentrums FAIR – standen im Mittelpunkt des jüngsten CBM-Kollaborationstreffens in Indien. Die Veranstaltung mit rund 100 Teilnehmerinnen und Teilnehmern fand vor Kurzem auf dem neuen Campus des indischen FAIR Gesellschafters, des Bose-Instituts in Kolkata, statt.

Dem 34. CBM-Kollaborationsmeeting vorausgegangen waren weitere Treffen Ende September: Dazu gehörten die „CBM Software School”, der „Students Day“ und ein Symposium zum Thema „FAIR and CBM – Prospects and Challenges" an der University of Gauhati in Guwahati. Indische Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sind im CBM-Experiment insgesamt stark engagiert und spielen eine zentrale Rolle: Indien leistet mit den GEM- und RPC-Tracking-Kammern für das Myonen-Detektorsystem einen wichtigen Sachbeitrag (Inkind) zu CBM. Insgesamt 13 indische Institutionen beteiligen sich am Design des Myonensystems, führen Machbarkeitsstudien durch und bauen zwölf großflächige Detektorstationen.

Eine entscheidende Etappe auf dem Weg zur Realisierung des CBM-Experiments ist die erfolgreiche Inbetriebnahme des mini-CBM Experiments bei GSI/SIS18, die beim Kollaborationsmeeting ausführlich diskutiert wurde. An der Sitzung des CBM-Collaboration-Boards nahm auch der Direktor des Bose-Instituts, Professor Uday Bandyopadhyay, teil. Er unterstrich dabei sein starkes Interesse an der Kollaboration mit FAIR.

Ein weiterer wichtiger Programmpunkt war die Ernennung von Piotr Gasik als neuer Technischer Koordinator von CBM. Piotr Gasik hat bereits das Upgrade der Zeitprojektionskammer (Time-Projection-Chamber, TPC) am Experiment ALICE des europäischen Kernforschungszentrums CERN mit Auslesekammern auf GEM-Basis (Gas Electron Multiplier) koordiniert. Zurzeit ist er für deren Integration in das Experiment am CERN zuständig. Piotr Gasik ist Nachfolger von Walter Müller, der das CBM-Experiment als Technischer Koordinator von Beginn an und somit über einen Zeitraum von mehr als 15 Jahren begleitet hat. Am letzten Abend des Meetings stand ein gemeinsames Treffen der Teilnehmerinnen und Teilnehmer aus Deutschland und der indischen Gastgeber mit dem deutschen Generalkonsul in Kolkata, Dr. Michael Feiner, auf dem Programm. (BP)

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Aktuelles
news-3541 Wed, 30 Oct 2019 10:45:55 +0100 Video: Die Entdeckungsgeschichte der Elemente https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3541&cHash=52faecbfad0fe450ecc8bbee3a636b93 Wie entstand das Periodensystem und kennen wir schon alle Elemente, die es im Universum gibt? Ein Animationsfilm von GSI und FAIR fasst die Entdeckungsgeschichte der Elemente zusammen: von der Antike bis hin zur Erzeugung von neuen Elementen an Teilchenbeschleunigeranlagen, wie bei GSI und FAIR. Anlass ist das von den Vereinten Nationen ausgerufene Internationale Jahr des Periodensystems, das dieses Jahr 150-jähriges Jubiläum feiert. Wie entstand das Periodensystem und kennen wir schon alle Elemente, die es im Universum gibt? Ein Animationsfilm von GSI und FAIR fasst die Entdeckungsgeschichte der Elemente zusammen: von der Antike bis hin zur Erzeugung von neuen Elementen an Teilchenbeschleunigeranlagen, wie bei GSI und FAIR. Anlass ist das von den Vereinten Nationen ausgerufene Internationale Jahr des Periodensystems, das dieses Jahr 150-jähriges Jubiläum feiert.

Vor genau 150 Jahren veröffentlichte der russische Chemiker Dmitri Mendelejew eine Ordnung für die chemischen Elemente, die bis heute beibehalten wurde: das Periodensystem der Elemente. Anlässlich des Jubiläums beleuchten GSI und FAIR, als Labor der Elemententdecker, die Entdeckungsgeschichte der Elemente.

Laut IUPAC (Internationale Union für reine und angewandte Chemie) ist das Periodensystem eine der herausragendsten Errungenschaften der Wissenschaft, die die Essenz der Chemie, der Physik und der Biologie enthält. Es ist ein einzigartiges Tool, das Wissenschaftler in die Lage versetzte, die Erscheinungsformen und Eigenschaften der Materie auf der Erde und im ganzen Universum vorherzusagen.

In Experimenten an der GSI-Beschleunigeranlage in Darmstadt gelang es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern sechs neue Elemente zu entdecken, darunter die Elemente Darmstadtium und Hassium, zu Ehren der Stadt und des Bundeslandes des Forschungslabors.

Die Entdeckungsgeschichte der Elemente (YouTube)

Weitere Aktion zum Jahr des Periodensystems von GSI und FAIR

Kostenloses Periodensystem für Schulen

Vortragsreihe Wissenschaft für Alle

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Presse Aktuelles
news-3537 Mon, 28 Oct 2019 09:47:48 +0100 Positive Messe-Bilanz: FAIR-Projekt auf der Expo Real präsentiert https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3537&cHash=6f01d894bda905ae26c6e9b483bed9bd Die aktuellen Bauplanungen und die nächsten Realisierungsschritte für das Mega-Bauprojekt FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) standen im Mittelpunkt des diesjährigen Messeauftritts auf der Expo Real in München. Die Bilanz der Teilnahme an der renommierten internationalen Immobilienmesse fällt erneut sehr positiv aus. Die aktuellen Bauplanungen und die nächsten Realisierungsschritte für das Mega-Bauprojekt FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) standen im Mittelpunkt des diesjährigen Messeauftritts auf der Expo Real in München. Die Bilanz der Teilnahme an der renommierten internationalen Immobilienmesse fällt erneut sehr positiv aus.

Das weltweit einzigartige Bauvorhaben für die Wissenschaft konnte der Fachbranche dabei mit vielen spannenden Neuigkeiten präsentiert werden und stieß auf großes Interesse bei den Messebesuchern. Potenzielle Auftragnehmer und Bietergemeinschaften für die anstehenden Arbeiten auf der FAIR-Baustelle nutzten rege die Gelegenheiten, sich im direkten Gespräch umfassend über das FAIR-Bauvorhaben und eine mögliche Beteiligung zu informieren.

Bei der Realisierung von FAIR bezieht sich aktuell ein großer Teil des Auftragsvolumens auf das komplexe Thema technische Gebäudeausrüstung (TGA). Dabei stehen zahlreiche Ausschreibungen und Vergaben von Aufträgen an, beispielsweise für Lüftung, Sanitär, Sicherheits- und Elektrotechnik. Zudem rückt im Bereich der Bauvergaben neben dem schon in der Realisierung befindlichen Baubereich Nord mit dem zentralen FAIR-Ringbeschleuniger nun der zweite große Baubereich in den Fokus: Derzeit geht es um die Vergaben für den erweiterten Rohbau Süd.

Intensive Dialoge am Messestand, eine ganze Reihe von sehr fokussierten Einzelgesprächen und der Hinzugewinn zahlreicher neuer Fachkontakte trugen dazu bei, dass die Messebeteiligung 2019 als Erfolg verbucht werden kann. Die Messetage boten durch die Präsenz vieler relevanter Akteure des Bausektors zudem eine hervorragende Gelegenheit, um das FAIR-Projekt in der Baubranche noch stärker zu profilieren. In den Fachgesprächen bestätigte sich erneut, dass ein solches maßgeschneidertes Megaprojekt wie FAIR durch seine Alleinstellungsmerkmale sehr reizvoll für das Portfolio von Baudienstleistern sein kann.

Die bewährte Partnerschaft mit der Wissenschaftsstadt Darmstadt wurde auch in diesem Jahr fortgesetzt. Das FAIR-Projekt war mit seinem eigenen Messeauftritt eingebunden in den Darmstadt-Stand als Teil der Metropolregion Frankfurt-Rhein-Main. Mit rund 45.000 Besuchern und Ausstellern aus mehr als 40 Ländern zählt die Fachmesse Expo Real jedes Jahr zu den wichtigsten europäischen Branchentreffen für Immobilien, Bauen und Standortmarketing. (BP)

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Aktuelles
news-3535 Thu, 24 Oct 2019 11:54:32 +0200 Koreanische Gäste bei FAIR und GSI https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3535&cHash=6bddd6cd198cc52e2e8a3d0e8f271276 Vor Kurzem besuchte Professor Myeun Kwon, Direktor des Beschleunigerzentrums RAON (Rare isotope Accelerator complex for ON-line experiments) in Daejeon, Südkorea, mit einer Delegation die Anlagen von GSI und FAIR. Mit RAON entsteht in Korea eine Großforschungsanlage zur Kernphysik mit Schwerionenstrahlen. Entsprechend waren die Gäste insbesondere an einem Erfahrungsaustausch zu Fragen der Organisation und technischen Umsetzung von FAIR interessiert. Vor Kurzem besuchte Professor Myeun Kwon, Direktor des Beschleunigerzentrums RAON (Rare isotope Accelerator complex for ON-line experiments) in Daejeon, Südkorea, mit einer Delegation die Anlagen von GSI und FAIR. Mit RAON entsteht in Korea eine Großforschungsanlage zur Kernphysik mit Schwerionenstrahlen. Entsprechend waren die Gäste insbesondere an einem Erfahrungsaustausch zu Fragen der Organisation und technischen Umsetzung von FAIR interessiert.

Jörg Blaurock, Technischer Geschäftsführer von FAIR und GSI, und Professor Karlheinz Langanke, Forschungsdirektor von FAIR und GSI, begrüßten die Gruppe und informierten sie in einem Vortrag mit anschließender Diskussion über die wissenschaftlichen Ziele und den Stand der Realisierung des FAIR-Projekts. Im Anschluss begleiteten sie die Gäste über die FAIR-Baustelle, wo die koreanische Gruppe den FAIR-Baufortschritt in Augenschein nehmen konnte. Auch eine Einführung in die technischen Herausforderungen und die wissenschaftliche Leistungsfähigkeiten des FAIR-Ringbeschleunigers SIS100 sowie eine Besichtigung des Teststands für supraleitende FAIR-Magnete durch Dr. Peter Spiller, Teilprojektleiter für den FAIR-Ringbeschleuniger SIS100, gehörten mit zum Tagesprogramm. (CP)

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Aktuelles FAIR
news-3533 Tue, 22 Oct 2019 10:06:15 +0200 Abgeordnete des Europaparlaments besuchen GSI und FAIR https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3533&cHash=3a51c2255d7df4c026d1d1789e315027 Eine Gruppe von Abgeordneten der „Renew Europe Group“, der drittgrößten Fraktion des EU-Parlaments, sowie deren Mitarbeiter und Referenten waren zu Gast bei GSI und FAIR. Sie informierten sich über aktuelle Forschungen, Infrastrukturen und das künftige Beschleunigerzentrum FAIR, das derzeit bei GSI entsteht. Empfangen wurden die internationalen Gäste von Professor Paolo Giubellino, dem Wissenschaftlichen Geschäftsführer von GSI und FAIR, und Jörg Blaurock, dem Technischen Geschäftsführer von GSI und FAIR. Eine Gruppe von Abgeordneten der „Renew Europe Group“, der drittgrößten Fraktion des EU-Parlaments, sowie deren Mitarbeiter und Referenten waren zu Gast bei GSI und FAIR. Sie informierten sich über aktuelle Forschungen, Infrastrukturen und das künftige Beschleunigerzentrum FAIR, das derzeit bei GSI entsteht. Empfangen wurden die internationalen Gäste von Professor Paolo Giubellino, dem Wissenschaftlichen Geschäftsführer von GSI und FAIR, und Jörg Blaurock, dem Technischen Geschäftsführer von GSI und FAIR.

Der Besuch war Teil einer Klausurtagung von „Renew Europe“ in Frankfurt, während der auch Informationstouren zu internationalen Spitzenstandorten unternommen wurden. Auf dem GSI- und FAIR-Campus erhielten die mehr als 100 europapolitischen Besucherinnen und Besucher Einblicke in die wissenschaftlichen Erfolge und den aktuellen Stand des FAIR-Projekts, eines der größten Bauvorhaben für die Forschung weltweit und zugleich eine starke Säule der deutschen und europäischen Forschungslandschaft im globalen Wettbewerb. Die GSI- und FAIR-Geschäftsführung gab Hintergrundinformationen und bot einen kompakten Überblick über Wissenschaft, bauliche und technische Fortschritte, sowie die Entwicklung am Standort im Herzen des Rhein-Main-Gebiets.

Das FAIR-Projekt wird von Experten auch auf Jahrzehnte hinaus als Top-Projekt für die Wissenschaft beurteilt, mit erstklassigen Möglichkeiten und herausragendem Potenzial für wegweisende Entdeckungen. Auch der gesellschaftliche Beitrag des Megaprojekts FAIR ist hoch. FAIR leistet auf vielen Ebenen Wertbeiträge für die Gesellschaft, ob als Innovationstreiber, Anbieter hochqualifizierter Arbeitsplätze und in der Ausbildung von Nachwuchswissenschaftlern und Ingenieuren oder in der Entwicklung neuer medizinischer Anwendungen.

Zu dem Programm für die Gäste gehörte auch eine Besichtigung auf dem GSI-Campus und der FAIR-Baustelle. Sie besuchten dabei die Testeinrichtung für supraleitende Beschleunigermagneten (Series Test Facility, STF), in der vor allem Hightech-Komponenten für FAIR geprüft werden. Bei einer Rundfahrt über das FAIR-Baufeld konnten die Gäste die laufenden Arbeiten auf dem 20 Hektar großen Bauareal aus nächster Nähe besichtigen, von den fertiggestellten Abschnitten für den zentralen Ringbeschleuniger SIS100 bis zur Baugrube für den ersten der künftigen Groß-Experimentierplätze.

„Renew Europe“ ist eine der Fraktionen des Europäischen Parlaments. Sie vereint mehrere liberale und zentristische Parteien, aus dem deutschsprachigen Raum sind unter anderem die FDP mit fünf Abgeordneten und die Freien Wähler mit zwei Abgeordneten vertreten. (BP)

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Aktuelles
news-3531 Mon, 14 Oct 2019 13:46:11 +0200 Große Resonanz: GSI und FAIR präsentieren sich auf VDI-Karrieremesse https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3531&cHash=27fba4739168b94b153758f8bdea66dc Modernste Technologien, internationale Wissenschaft und ein Mega-Bauprojekt – mit einer Vielzahl von hochqualifizierten Arbeitsplätzen in diesem Umfeld sind GSI und FAIR ein wichtiger Jobmotor. Vor kurzem haben sich GSI/FAIR im Kongresszentrum „Darmstadtium“ in Darmstadt mit zahlreichen neuen Stellenangeboten beim „VDI Nachrichten Recruiting Tag“, einer Karrieremesse des Verbands Deutscher Ingenieure, präsentiert. Modernste Technologien, internationale Wissenschaft und ein Mega-Bauprojekt – mit einer Vielzahl von hochqualifizierten Arbeitsplätzen in diesem Umfeld sind GSI und FAIR ein wichtiger Jobmotor. Vor kurzem haben sich GSI/FAIR im Kongresszentrum „Darmstadtium“ in Darmstadt mit zahlreichen neuen Stellenangeboten beim „VDI Nachrichten Recruiting Tag“, einer Karrieremesse des Verbands Deutscher Ingenieure, präsentiert.

Im Fokus standen dabei vor allem spezialisierte Ingenieurinnen und Ingenieure mit unterschiedlichen Schwerpunkten, beispielsweise Elektro und Maschinenbau, sowie Technikerinnen und Techniker und IT-Spezialistinnen und -Spezialisten. Berufseinsteiger waren dabei ebenso gefragt wie langjährig Berufserfahrene.

Die Resonanz war sehr gut, zahlreiche Teilnehmerinnen und Teilnehmer nutzten die Gelegenheit, in den direkten Dialog mit den Ansprechpartnern von GSI und FAIR zu treten und sich ausführlich über Anforderungsprofile und Karrieremöglichkeiten zu informieren. Außerdem gab es umfangreiche Informationen zum FAIR-Projekt, einem der größten Bauvorhaben für die Forschung weltweit, das auch im Vortragforum der Messeveranstaltung im Rahmen eines Company Pitch vorgestellt wurde.

Schon am Messetag selbst waren erste Bewerbungen zu verzeichnen, in der Folgezeit ist die Resonanz über den regulären Bewerbungsweg und per Initiativbewerbung groß. Damit ist die wiederholte Präsenz auf der VDI-Karrieremesse ein wichtiger Baustein zur Gewinnung spezialisierter Fachkräfte in den Ingenieurdisziplinen. (BP)

Weitere Informationen

Mehr Informationen zum Arbeiten bei FAIR und GSI und zu aktuellen Stellenangeboten gibt es hier.

 

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Aktuelles
news-3529 Fri, 11 Oct 2019 16:01:17 +0200 ESA-FAIR Summer School: Preise für Experimentanträge der Teilnehmenden https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3529&cHash=0449b9cf53622e63bbed68b65174ec3e Nach zwei Wochen voller Vorträge und Experimente bei der Europäischen Weltraumorganisation ESA in Darmstadt sowie bei FAIR und GSI endete die 1. ESA-FAIR Summer School am 1. Oktober 2019 mit einer Preisverleihung. 18 Studenten aus acht verschiedenen Ländern reichten Experimentvorschläge in verschiedenen Bereichen der Weltraumstrahlungsforschung ein. Die Vorschläge wurden von einem ESA-FAIR-Panel bewertet. Nach zwei Wochen voller Vorträge und Experimente bei der Europäischen Weltraumorganisation ESA in Darmstadt sowie bei FAIR und GSI endete die 1. ESA-FAIR Summer School am 1. Oktober 2019 mit einer Preisverleihung. 18 Studenten aus acht verschiedenen Ländern reichten Experimentvorschläge in verschiedenen Bereichen der Weltraumstrahlungsforschung ein. Die Vorschläge wurden von einem ESA-FAIR-Panel bewertet.

Nach sorgfältiger Auswahl wurde Dr. Emiliano Bolesani von der Medizinischen Hochschule Hannover (Deutschland) mit dem Preis für den besten Experimentantrag ausgezeichnet. In seinem Vorschlag geht es darum, Herzorganoide zu erzeugen und mit Schwerionen zu behandeln, um das Risiko von Herz-Kreislauf-Erkrankungen in der Raumfahrt zu bewerten. Der zweitbeste Vorschlag betraf die Mikrobiologie, insbesondere die Bestrahlung von arktischem Eis, um strahlenresistente Mikroorganismen zu isolieren, die auf den Eismonden von Jupiter und Saturn vorhanden sein könnten. Die Experimente wurden von Dr. Ligia Fonseca Coelho vom IST in Lissabon (Portugal) vorgeschlagen. Das Projekt, das auf dem dritten Platz landete, befasste sich mit Winterschlaf und Strahlungsresistenz und wurde von Dr. Timna Hitrec von der Universität Bologna (Italien) vorgeschlagen. Das ESA-FAIR-Panel bewertete alle Vorschläge als herausragend. Die Experimentanträge sollen nun offiziell dem Program Advisory Committee vorgelegt werden, um die Umsetzung im Rahmen des IBER-Programms zu beantragen. IBER wird von der ESA finanziert, um bei GSI biologische Effekte von Weltraumstrahlung zu untersuchen.

An der ESA-FAIR Summer School nahmen Dozenten von GSI, ESA und anderen europäischen Instituten wie Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR, SCK-CEN (Studienzentrum für Kernenergie, Belgien) und der Technischen Universität Darmstadt teil. Die zweite Auflage der Summer School ist für September 2020 in Darmstadt geplant. (LW)

Mehr Informationen

www.gsi.de/esa-fair-summer-school.htm

www.gsi.de/IBER

 

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Aktuelles FAIR
news-3519 Mon, 07 Oct 2019 10:03:00 +0200 Das Lieblingsbild von FAIR und GSI https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3519&cHash=8777a0daaa7a5426de5095ce11908bef Unsere FAIR-GSI Lieblingsbilder sind gewählt! Rund 500 Personen haben mitgemacht und aus 50 Fotos ihre Lieblinge ausgesucht. Die zehn Fotos mit den meisten Stimmen haben wir auf unserer Lieblingsbild-Webseite zusammengestellt. Diese Bilder werden wir am Ende des Jahres auch in einer Ausstellung im KBW-Foyer auf dem GSI- und FAIR-Campus präsentieren. Unsere FAIR-GSI Lieblingsbilder sind gewählt! Rund 500 Personen haben mitgemacht und aus 50 Fotos ihre Lieblinge ausgesucht. Die zehn Fotos mit den meisten Stimmen haben wir auf unserer Lieblingsbild-Webseite zusammengestellt. Diese Bilder werden wir am Ende des Jahres auch in einer Ausstellung im KBW-Foyer auf dem GSI- und FAIR-Campus präsentieren.

Unser erster Platz mit insgesamt 87 Stimmen ist ein Bild des Fotografen Thomas Ernsting, das den Großdetektor FOPI zeigt. Für die Hochenergieforschung mit dem Teilchenbeschleuniger SIS18, der Schwerionen bis auf 90 Prozent der Lichtgeschwindigkeit bringen kann, wurden in den neunziger Jahren neue Detektoren in Betrieb genommen, so auch FOPI (4Pi) – ein Detektor, der annähernd den gesamten Raumwinkel abdeckt. FOPI hatte zum Ziel, die heiße, dichte Kernmaterie zu untersuchen, die für sehr kurze Zeit bei einer hochenergetischen Schwerionenkollision entsteht. Sie expandiert explosionsartig und sendet dabei zum Teil neu produzierte Teilchen aus. FOPI wurde von einer internationalen Kollaboration von 13 Instituten entworfen und bis vor wenigen Jahren bei GSI betrieben.

Das Foto auf Platz 2 mit 77 Stimmen stammt von Christian Grau. Es entstand anlässlich unseres Tags der offenen Tür im Jahr 2017 und zeigt ein Mädchen beim Blick durch eine Beschleunigerstruktur unseres Linearbeschleunigers UNILAC. Der Tag der offenen Tür war mit rund 11.000 Besuchern die größte Veranstaltung in der Geschichte von GSI und FAIR. Platz 3 mit 63 Stimmen, ebenfalls von Thomas Ernsting, eröffnet einen Blick in unseren Großdetektor HADES. Mit HADES (High Acceptance Di-Electron Spectrometer) wird heiße dichte Kernmaterie untersucht, unter anderem, um hinter das Rätsel der Masse zu kommen. Denn es ist noch nicht geklärt, warum ein Proton deutlich mehr Masse hat als seine einzelnen Bestandteile. Auch bei FAIR wird er als Bestandteil des CBM-Detektors zur Untersuchung komprimierter Kernmaterie weiter Verwendung finden.

Die zehn Gewinner der GSI-Kaffeetassen „Das Universum im Labor“ aus unserer Verlosung wurden per E-Mail über ihren Gewinn benachrichtigt. (CP)

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Aktuelles
news-3527 Wed, 02 Oct 2019 13:45:50 +0200 Spatenstich für Erweiterungsbau des Helmholtz-Instituts in Jena https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3527&cHash=b162fe092066bdbc346a0f7dd4d572c3 Die bauliche Erweiterung des Helmholtz-Instituts Jena (HI-Jena) hat begonnen, der feierliche Spatenstich ist erfolgt. Mit dem Neubau, der in unmittelbarer Nachbarschaft des bestehenden Institutsgebäudes entsteht, werden auf mehreren Geschossen zusätzliche Büro-, Seminar- und Laborflächen geschaffen. Der Spatenstich ist damit zugleich ein wichtiger Startschuss, um das erfolgreiche Wachstum des Helmholtz-Instituts Jena, einer Außenstelle des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung GmbH auf dem Campus Die bauliche Erweiterung des Helmholtz-Instituts Jena (HI-Jena) hat begonnen, der feierliche Spatenstich ist erfolgt. Mit dem Neubau, der in unmittelbarer Nachbarschaft des bestehenden Institutsgebäudes entsteht, werden auf mehreren Geschossen zusätzliche Büro-, Seminar- und Laborflächen geschaffen. Der Spatenstich ist damit zugleich ein wichtiger Startschuss, um das erfolgreiche Wachstum des Helmholtz-Instituts Jena, einer Außenstelle des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung GmbH auf dem Campus der Friedrich-Schiller-Universität (FSU) Jena, weiter zu fördern.

Nach der Begrüßung durch den Direktor des Helmholtz-Instituts Jena, Professor Thomas Stöhlker, überbrachten der Minister für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft des Freistaats Thüringen, Wolfgang Tiefensee, und die Ministerin für Infrastruktur und Landwirtschaft, Birgit Keller, ihre Grußworte. Für das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung sprach der Forschungsdirektor Professor Karlheinz Langanke, für die Friedrich-Schiller-Universität Jena der Vizepräsident für Forschung, Professor Georg Pohnert.

Zu diesem Forschungsneubau war vom Thüringer Infrastrukturministerium ein Architektenwettbewerb ausgeschrieben worden. Als Sieger ging ein regionales Büro hervor: Die Jury wählte einstimmig den Entwurf des Büros „Osterwold°Schmidt EXP!ANDER Architekten“ aus Weimar, die die Planungen gemeinsam mit Impuls Landschaftsarchitektur Jena eingereicht hatten. Der viergeschossige, würfelförmige Bau mit einer Grundfläche von rund 240 Quadratmetern schließt im Untergeschoss an das Targetlabor an. Als Verbindung zum bestehenden Institutsgebäude ist eine dazwischen geschaltete Schleuse vorgesehen.

Die Bauzeit für den Neubau, der in Hanglage auf einem landeseigenen Grundstück innerhalb des Universitätsstandorts unterhalb des Landgrafen errichtet wird, soll zirka zwei Jahre betragen. Thüringen finanziert das Bauvorhaben und hat dafür acht Millionen Euro im Landeshaushalt eingeplant.

Mit dem zusätzlichen Institutsgebäude werden die infrastrukturellen Voraussetzungen für die Spitzenforschung, die seit der Institutsgründung vor zehn Jahren am HI-Jena betrieben wird, weiter verbessert. Das Forschungsprofil des Helmholtz-Instituts Jena ist geprägt von der Physik an der Schnittstelle zwischen konventioneller Beschleunigertechnik und dem sich schnell entwickelnden Feld der auf Lasern basierenden Teilchenbeschleunigung. Das HI-Jena bietet herausragende Forschung im Bereich der Kopplung intensiver Photonenfelder und unterstützende Entwicklung von adäquater Instrumentierung. Zudem wird durch das Helmholtz-Institut Jena die enge Verbindung zwischen der Universität und der Großforschungseinrichtung GSI mit dem derzeit hier entstehenden internationalen Beschleunigerzentrum FAIR noch ausgebaut und verstetigt.

Rund 100 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sowie assoziierte Forschende in zehn Arbeitsgruppen sind aktuell am HI-Jena tätig. Hinzu kommt eine eigene Graduiertenschule („Research School of Advanced Photon Science“) mit rund 60 Doktorandinnen und Doktoranden. Außerdem sind die erfolgreiche Drittmitteleinwerbung und die regionale Vernetzung – etwa durch Zusammenarbeit und Kollaborationen mit dem Fraunhofer-Institut für Optik und Feinmechanik und dem Leibniz-Institut für Photonische Technologien – stetig gewachsen. (BP)

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Aktuelles
news-3525 Mon, 30 Sep 2019 09:00:00 +0200 Etappenschritt erreicht: Hälfte der Dipolmagnete für den großen FAIR-Ringbeschleuniger getestet https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3525&cHash=194563972c4d46537965cd3471f76e83 Es ist ein wichtiger Etappenschritt: Die Hälfte der über 100 supraleitenden Dipolmagnete, die für den großen FAIR-Beschleunigerring SIS100 benötigt werden, ist erfolgreich getestet worden. Ergebnis der Tests, die in der Serientestanlage (Series Test Facility, STF) bei GSI durchgeführt wurden: Die geprüften Magnete weisen durchgängig hervorragende Eigenschaften auf, was auf eine hohe Produktionsqualität hinweist. Mit einer Feier auf dem GSI- und FAIR-Campus wurde dieser einschneidende Moment gewürdigt. Es ist ein wichtiger Etappenschritt: Die Hälfte der über 100 supraleitenden Dipolmagnete, die für den großen FAIR-Beschleunigerring SIS100 benötigt werden, ist erfolgreich getestet worden. Ergebnis der Tests, die in der Serientestanlage (Series Test Facility, STF) bei GSI durchgeführt wurden: Die geprüften Magnete weisen durchgängig hervorragende Eigenschaften auf, was auf eine hohe Produktionsqualität hinweist. Mit einer Feier auf dem GSI- und FAIR-Campus wurde dieser einschneidende Moment – das Testen des 55. Magneten – gewürdigt.

Die Prüfung der supraleitenden Dipolmagnete in der Testeinrichtung bei GSI läuft seit September 2017, als der erste Magnet geliefert wurde. Anschließend wurde mit der Serienproduktion bei Bilfinger Noell in Würzburg begonnen. Insgesamt werden 110 Dipolmagnete produziert, 108 werden im Ringbeschleuniger-Tunnel installiert, zwei weitere sind Ersatzmagnete. Die Dipole, die vor allem zur Umlenkung des Teilchenstrahls eingesetzt werden, machen somit mehr als ein Viertel aller 415 im SIS100 verwendeten schnell gerampte supraleitenden Magnete aus.

Jeder der etwa drei Tonnen schweren und drei Meter langen Dipolmagnete wird einem umfangreichen Prüfprogramm unterzogen: Die Qualitätskontrolle der Produktion sowie die Werksabnahmeprüfung unter normalen Umgebungsbedingungen werden in Würzburg durchgeführt, während in der GSI-Testeinrichtung ein erweitertes Prüfprogramm sowohl unter Umgebungs- als auch unter Tieftemperaturbedingungen, der sogenannte Site Acceptance Test (SAT), vorgenommen wird.

Die fast 700 Quadratmeter große Testanlage, die eigens bei GSI gebaut wurde, ist mit einer kryogenen Anlage mit einem lokalen Flüssighelium-Verteilsystem ausgestattet, um die zu testenden Magnete auf die Betriebstemperatur von 4,5K (das entspricht 4,5 Grad Celsius über dem absoluten Nullpunkt bei rund -273 Grad) kühlen zu können. Außerdem ermöglichen zwei 20-Kiloampere-Netzgeräte Funktionsprüfungen an den Magneten. Das reguläre Testprogramm für einen einzelnen Magneten dauert etwa vier Wochen. Die erfolgreiche Testkampagne ist das Ergebnis der gemeinsamen Arbeit von mehr als 30 Kollegen aus verschiedenen GSI-Abteilungen.

Ziel der Abnahme- und Funktionsprüfungen ist es, die Produktionsqualität nach den vorgegebenen Parametern zu überprüfen, die Magnete für den Betrieb im SIS100-Beschleuniger zu qualifizieren und die für die Maschinensteuerung erforderlichen Daten zu erfassen. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3521 Thu, 26 Sep 2019 10:42:00 +0200 Zeitstrahl: Rückblick auf 50 Jahre GSI https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3521&cHash=5659cf285bdd55f5013c070565776593 Vor 50 Jahren wurde GSI gegründet. Über die Jahrzehnte hat sich GSI von einem nationalen Forschungsinstitut mit weltweiten Kooperationen zu einem internationalen Standort entwickelt, an dem die neue internationale Beschleunigeranlage FAIR gebaut wird. Anlässlich des Jubiläumsjahrs 2019 haben wir die Geschichte des Forschungsinstituts in einem Zeitstrahl zusammengefasst. Vor 50 Jahren wurde GSI gegründet. Über die Jahrzehnte hat sich GSI von einem nationalen Forschungsinstitut mit weltweiten Kooperationen zu einem internationalen Standort entwickelt, an dem die neue internationale Beschleunigeranlage FAIR gebaut wird. Anlässlich des Jubiläumsjahrs 2019 haben wir die Geschichte des Forschungsinstituts in einem Zeitstrahl zusammengefasst.

50 Jahre GSI, das sind auch 50 Jahre voller beeindruckender Forschungsergebnisse, fortschrittlicher Experimente, neuer Technologien und wichtiger Entscheidungen. Wir haben die Höhepunkte aus der GSI-Geschichte zusammengestellt. Der Zeitstrahl „50 Jahre GSI“ gibt einen Überblick über die Meilensteine, die die Geschichte des Forschungsinstituts geprägt haben. Gehen Sie mit uns auf Zeitreise, klicken Sie sich durch 50 Jahre Spitzenforschung bei GSI und werfen Sie einen Blick in die verheißungsvolle Zukunft von FAIR. (LW)

Weitere Informationen:
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Aktuelles
news-3523 Tue, 24 Sep 2019 13:45:07 +0200 Erster Platz beim Stadtradeln 2019: Mehr als 35.000 gefahrene Kilometer https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3523&cHash=cb442eb0d87f56bf787fceed8663947a Beim Stadtradeln 2019 hat das Team GSI einen großen Erfolg erzielt und Platz eins bei der Teamwertung erreicht. Insgesamt wurde eine Kilometerleistung von 35.049 zurückgelegt. Es haben sich 142 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter von GSI und FAIR sowie einige Externe als Team GSI beim Stadtradeln beteiligt. Mit den gefahrenen Kilometern wurden 4,9 Tonnen Kohlenstoffdioxid vermieden. Auf den Plätzen zwei und drei folgten „Merck fährt Rad“ (32.057 Kilometer) und die Hochschule Darmstadt (13.190 Kilometer). Beim Stadtradeln 2019 hat das Team GSI einen großen Erfolg erzielt und Platz eins bei der Teamwertung erreicht. Insgesamt wurde eine Kilometerleistung von 35.049 zurückgelegt. Es haben sich 142 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter von GSI und FAIR sowie einige Externe als Team GSI beim Stadtradeln beteiligt. Mit den gefahrenen Kilometern wurden 4,9 Tonnen Kohlenstoffdioxid vermieden. Auf den Plätzen zwei und drei folgten „Merck fährt Rad“ (32.057 Kilometer) und die Hochschule Darmstadt (13.190 Kilometer).

Das diesjährige Ergebnis des Teams GSI ist damit nochmals eine deutliche Verbesserung der sehr erfolgreichen letzten Jahre: Im Jahr 2018 waren es 102 Radlerinnen und Radler im Team GSI, die 25.766 Kilometer zurückgelegt und damit den zweiten Platz erreicht hatten. 2017 erradelte ein 67- köpfiges Team mit über 15.000 Kilometern schon einmal den ersten Platz.

Verliehen wurden die Siegerpreise für die besten Teams und Einzelradler während des Fahrradaktionstages auf dem Marktplatz in Darmstadt durch Umweltdezernentin Barbara Akdeniz. Als Preise für die Siegerteams gab es Gutscheine für einen gemeinsamen Kletterwaldbesuch, um den Teamgedanken zu stärken.

An der 21-tägigen Kampagne im Mai und Juni nahmen stadtweit über 1400 Personen in 85 Teams teil. Sie legten in diesem Zeitraum insgesamt 285.809 Kilometer Strecke zurück und konnten dadurch 41 Tonnen CO2 im Vergleich zu Autofahrten vermeiden. „Ich freue mich, dass wieder so viele Radfahrerinnen und Radfahrer am Stadtradeln teilgenommen haben und damit ein Zeichen für den hohen Stellenwert des Radfahrens in Darmstadt gesetzt haben“, erklärte Umweltdezernentin Akdeniz während der Preisverleihung. Auch im kommenden Jahr will die Stadt Darmstadt wieder am Stadtradeln teilnehmen. (BP)

Weitere Informationen

Webseite zur Aktion Stadtradeln

Webseite der Stadt Darmstadt

 

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Aktuelles FAIR
news-3517 Fri, 20 Sep 2019 09:41:38 +0200 Premiere für gemeinsame Summer School von ESA und FAIR: Erforschung kosmischer Strahlung im Mittelpunkt https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3517&cHash=c04df02a3ac6365d9ef3bd1f996d954c Sie sind die ersten Teilnehmerinnen und Teilnehmer eines neuen hochkarätigen Angebots für internationale Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler: Aktuell kommen erstmals 15 junge Forschende aus acht Ländern während der „ESA-FAIR Radiation Summer School“ zusammen, um sich intensiv mit dem Thema kosmische Strahlung auseinanderzusetzen. Sie sind die ersten Teilnehmerinnen und Teilnehmer eines neuen hochkarätigen Angebots für internationale Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler: Aktuell kommen erstmals 15 junge Forschende aus acht Ländern während der „ESA-FAIR Radiation Summer School“ zusammen, um sich intensiv mit dem Thema kosmische Strahlung auseinanderzusetzen. Die Summer School für Strahlenforschung wurde von der Europäischen Weltraumorganisation ESA und dem internationalen Beschleunigerzentrum FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research GmbH), das derzeit beim GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung entsteht, gemeinsam eingerichtet.

Die Erforschung kosmischer Strahlung und ihrer Auswirkungen auf Menschen, Elektronik und Material ist ein entscheidender Beitrag für eine zukunftsträchtige Raumfahrt, damit Astronauten und Satelliten im Weltall den besten Schutz bei der Exploration unseres Sonnensystems erhalten. Sie trägt aber auch zu detaillierten Erkenntnissen über Risiken von Strahlenbelastungen auf der Erde bei.

Die Summer School wird sowohl auf dem Gelände des ESA-Satellitenkontrollzentrums ESOC als auch auf dem GSI- und FAIR-Campus in Darmstadt abgehalten, um Studierende in der grundlegenden Schwerionen-Biophysik für Weltraumanwendungen, wie beispielsweise bei Erkennung, Überwachung und Schutz von Weltraumstrahlung auszubilden.

Das wissenschaftlich hochkarätige Programm der Summer School, eröffnet von Thomas Reiter, ESA-Koordinator internationale Agenturen, und Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR, beinhaltet unter anderem Vorträge von Experten, Besichtigungen von Einrichtungen in Darmstadt und praktische Schulungen und Forschungsmöglichkeiten bei GSI/FAIR. Dabei wechseln die Teilnehmenden zwischen den beiden Standorten ESOC und GSI/FAIR-Campus. Unter anderem gibt es Gelegenheit, mit Marco Durante, dem Leiter der GSI-Abteilung Biophysik, über das Strahlungsrisiko während des Lebens und Arbeitens im Weltraum zu diskutieren. An den GSI- und FAIR-Beschleunigeranlagen haben die Teilnehmenden zudem die Möglichkeit, an Experimenten mitzuwirken und mehr über die Forschungsfelder Strahlenbiologie, elektronische Komponenten, Materialforschung, Abschirmmaterialien und­ Kalibrierung von Instrumenten zu erfahren. Am Ende der ESA-FAIR Radiation Summer School werden die Teilnehmer schriftliche Prüfungen ablegen und Teamarbeiten durchführen, die von den Dozenten evaluiert und bewertet werden.

Die Einrichtung der Summer School ist ein direktes Ergebnis der engen Kooperation zwischen ESA und FAIR zur Erforschung kosmischer Strahlung. Die bestehende Beschleunigeranlage von GSI ist die einzige in Europa, mit der alle in unserem Sonnensystem auftretenden Ionenstrahlen – vom Wasserstoff, dem leichtesten, bis zum Uran, dem schwersten – hergestellt werden können. Am künftigen Beschleunigerzentrum FAIR werden die Möglichkeiten noch erheblich erweitert: FAIR wird Experimente mit einem noch größeren Spektrum an Teilchenenergien und -intensitäten erlauben und die Zusammensetzung der kosmischen Strahlung so genau simulieren können wie keine andere Beschleunigeranlage. Die Nachbarschaft zum ESA-Satellitenkontrollzentrum in Darmstadt schafft zudem ideale Voraussetzungen für die lokale Zusammenarbeit auf einem der entscheidenden Forschungsfelder der Zukunft. (BP)

Mehr Informationen

Website zur ESA-FAIR Radiation Summer School

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Aktuelles FAIR
news-3515 Wed, 18 Sep 2019 16:22:10 +0200 Verbesserung bei der Beschleunigertechnik: Auszeichnung für Dr. Rahul Singh https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3515&cHash=eb28f4ec27358c08f1e2c1bf3480c159 Für eine wesentliche technische Verbesserung zur Optimierung der Strahleigenschaften für Physikexperimente hat die GSI-Geschäftsführung Dr. Rahul Singh aus der Abteilung Strahldiagnose ein Zertifikat verliehen. Dr. Singh hat gemeinsam mit einem Expertenteam (bestehend aus Dr. Peter Forck von der Strahldiagnose, Dr. Stefan Sorge von der Abteilung Beschleunigerphysik und Dr. Andrzei Stafiniak von der Abteilung Netzgeräte) sehr erfolgreiche Entwicklungsarbeiten zur Verbesserung der langsamen Extraktion am Rin Für eine wesentliche technische Verbesserung zur Optimierung der Strahleigenschaften für Physikexperimente hat die GSI-Geschäftsführung Dr. Rahul Singh aus der Abteilung Strahldiagnose ein Zertifikat verliehen. Dr. Singh hat gemeinsam mit einem Expertenteam (bestehend aus Dr. Peter Forck von der Strahldiagnose, Dr. Stefan Sorge von der Abteilung Beschleunigerphysik und Dr. Andrzei Stafiniak von der Abteilung Netzgeräte) sehr erfolgreiche Entwicklungsarbeiten zur Verbesserung der langsamen Extraktion am Ringbeschleuniger SIS18 durchgeführt. Damit konnte die Qualität des Ionenstrahls, der an den GSI-Beschleunigeranlagen für die Forschung zur Verfügung gestellt wird, erheblich verbessert werden.

Den Ionenstrahl genau unter die Lupe zu nehmen, ist eine Hauptaufgabe der Abteilung Strahldiagnose. Im Mittelpunkt steht die Messtechnik am Teilchenstrahl, die genutzt wird, um sämtliche relevanten Strahlparameter, beispielsweise Strahllage und –intensität und ihre zeitliche Entwicklung, zu erfassen. Auf Basis präziser Messungen, die dem Operating-Team zur Verfügung gestellt werden, lassen sich Beschleuniger und Ionenstrahl immer weiter optimieren.

Eine wichtige Voraussetzung für die effiziente Durchführung kernphysikalischer Experimente bei GSI und FAIR ist die Bereitstellung von Ionenstrahlen mit möglichst konstanter Strahlintensität bei der langsamen Extraktion der beschleunigten Ionen aus dem Synchrotron SIS18. Der Prozess der langsamen Extraktion reagiert sehr sensibel auf Störeinflüsse, wie zum Beispiel geringste Schwankungen der Ströme in den Stromversorgungen der Magnete. Diese Störeinflüsse wurden bereits seit vielen Jahren bei GSI experimentell und auch mit Hilfe von Simulationen der Teilchendynamik untersucht, mit dem Ziel, diese Störungen möglichst effektiv zu unterdrücken. Dr. Rahul Singh führte in den vergangenen zwei Jahren eine Reihe von Messungen durch, um den genauen Ursprung für die Schwankungen der sogenannten Spillstruktur im Millisekundenbereich zu verstehen und den Einfluss der Magnetstromversorgung auf die Strahlqualität zu modellieren.

Gemeinsam mit einem Team von Beschleunigerexperten ist es Dr. Rahul Singh nun gelungen, ein neuartiges Verfahren zur Verbesserung der Spillstruktur zu entwickeln und sofort bei der Strahlzeit erfolgreich zu implementieren. Durch das neue Verfahren konnte die Spillstruktur besser geglättet werden. Insbesondere das HADES-Experiment hat in der letzten Strahlzeit unmittelbar von dem neuen Verfahren in Form einer um 45% höheren Event-Statistik profitiert.

Die hier entwickelte Technik zur Optimierung der Maschineneinstellungen ist sehr zukunftsträchtig und wird nicht nur die Effizienz für die meisten Benutzerexperimente am SIS18, sondern auch am großen Beschleunigerring SIS100 des künftigen Beschleunigerzentrums FAIR erhöhen. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3513 Fri, 13 Sep 2019 10:54:11 +0200 ESA-Workshop bei GSI und FAIR zum neuen Experimentierprogramm IBER-19 https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3513&cHash=147c1b7a88e1344e3e174c0529959615 Am 9. September 2019 fand bei GSI und FAIR ein Workshop statt, um die Ergebnisse der bisherigen Experimente in der FAIR Phase-0-Strahlzeit, die von Februar bis April 2019 stattfanden, zu diskutieren und die zukünftigen Experimente im Jahr 2020 zu planen. Über 30 Forscher aus Deutschland, Italien, Belgien, Tschechien und Rumänien nahmen am Workshop teil und präsentierten die Ergebnisse der Experimente, die sich mit Krebsrisiko, Schäden des zentralen Nervensystems, Herzrhythmusstörungen, Abschirmung und Ausw Am 9. September 2019 fand bei GSI und FAIR ein Workshop statt, um die Ergebnisse der bisherigen Experimente in der FAIR Phase-0-Strahlzeit, die von Februar bis April 2019 stattfanden, zu diskutieren und die zukünftigen Experimente im Jahr 2020 zu planen. Über 30 Forscher aus Deutschland, Italien, Belgien, Tschechien und Rumänien nahmen am Workshop teil und präsentierten die Ergebnisse der Experimente, die sich mit Krebsrisiko, Schäden des zentralen Nervensystems, Herzrhythmusstörungen, Abschirmung und Auswirkungen auf ultraresistente Organismen beschäftigten. Die nächsten Experimente im Jahr 2020 werden Protonen, Kohlenstoff und Eisenionen mit sehr hoher Energie in der FAIR Phase-0 verwenden.

Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) hat mit FAIR ein Memorandum of Understanding zur Nutzung der Beschleunigeranlagen für den Strahlenschutz im Weltraum unterzeichnet. Die bereits 2024 geplanten aktuellen Pläne zur Mondaufklärung machen diese Experimente dringend erforderlich, um das Risiko der Weltraumstrahlung zu verstehen und geeignete Gegenmaßnahmen zu finden. Im Rahmen des Memorandum of Understanding finanziert die ESA das Programm „Investigations on Biological Effects of Radiation“ (IBER), das europäische Forscher dabei unterstützt, bei GSI und FAIR strahlenbiologische Experimente zum Weltraumstrahlenschutz durchzuführen.

Mehr Informationen

IBER-Programm

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Aktuelles FAIR
news-3511 Wed, 11 Sep 2019 21:53:10 +0200 Auf dem Weg zur Kernuhr: Energie beim Zerfall von Thorium-229 erstmals genau gemessen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3511&cHash=a5176a6320d0295d8a6f60955db1a64d Physiker konnten erstmals die Energie genau messen, die beim Zerfall des angeregten Atomkerns Thorium-229 frei wird. Damit sind sie bei der Entwicklung der Kernuhr, die noch weit genauer tickt als heutige Atomuhren, einen wichtigen Schritt weitergekommen. Die Pressemitteilung basiert auf einer Mitteilung der Ludwig-Maximilians-Universität München

Physiker konnten erstmals die Energie genau messen, die beim Zerfall des angeregten Atomkerns Thorium-229 frei wird. Damit sind sie bei der Entwicklung der Kernuhr, die noch weit genauer tickt als heutige Atomuhren, einen wichtigen Schritt weitergekommen.

Uhren gehören zu den genauesten Messinstrumenten überhaupt. Die derzeit besten Atomuhren gehen in 30 Milliarden Jahren nur um eine einzige Sekunde falsch. Die sogenannte Kernuhr, die auf Energieveränderungen im Kern des Isotops Thorium-229 basiert, könnte diese Präzision noch um eine ganze Größenordnung übertreffen. Ein Team unter der Leitung des LMU-Physikers Peter Thirolf ist nun in Zusammenarbeit mit Kollegen des Max-Planck-Instituts für Kernphysik in Heidelberg, des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung Darmstadt, der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und des Helmholtz-Instituts Mainz (HIM), der Universität Bonn und der Technischen Universität Wien einen bedeutenden Schritt auf dem Weg zur Kernuhr vorangekommen und hat es mit diesem Thema sogar auf die Titelseite des renommierten Fachmagazins Nature geschafft. Wie die Wissenschaftler berichten, ist es ihnen erstmals gelungen, die Energie, die beim Zerfall dieses Kerns frei wird, genau zu vermessen – eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung der Kernuhr.

Taktgeber sind Schwingungen im Atomkern

Im Unterschied zu gewöhnlichen Atomuhren dienen bei Kernuhren nicht Schwingungen in der Elektronenhülle von Atomen als Taktgeber, sondern Schwingungen im Atomkern selbst. Hervorgerufen werden die Schwingungen durch Übergänge zwischen Energieniveaus, die bei Atomuhren mit Lasern erzeugt werden. Allerdings liegen die in Atomkernen vorherrschenden Energien um mehrere Größenordnungen über denen der Atomhülle, deshalb können Kerne mit heutigen Lasern normalerweise nicht angeregt werden. Der einzige mögliche Kandidat für die Entwicklung einer Kernuhr ist Thorium-229, da dieses Isotop das bei Weitem niedrigste angeregte Energieniveau aller derzeit bekannten etwa 3800 Atomkerne besitzt. Für seine Anregung reicht ultraviolette Strahlung aus, die mit Lasern produziert werden kann.

Welche Art von Laser für die Anregung von Thorium-229 benutzt werden muss, war bisher allerdings unklar, da die Eigenschaften des Kerns nicht genau genug bekannt sind. „Die Energie beziehungsweise Wellenlänge des Laser-Lichts muss haargenau auf die Energie des Kernübergangs abgestimmt sein. Diese Energie haben wir in unseren Experimenten an der LMU nun erstmals genau bestimmt“, sagt Benedict Seiferle, der Erstautor des Papers.

Uran-233-Quellen als Lieferanten des angeregten Thorium-229

Da der angeregte Zustand aktuell nicht direkt erzeugt werden kann, verwendeten die Wissenschaftler angeregte Thorium-229 Kerne aus in Mainz hergestellten Quellen. „Für die Herstellung der Quellen wurde in Mainz Uran-233 chemisch gereinigt und elektrochemisch auf titanbeschichteten Siliziumwafern abgeschieden. Dadurch entstehen dünne und homogene Schichten. Uran-233 zerfällt durch einen Alphazerfall zu Thorium-229. Die beim Alphazerfall freiwerdende Energie katapultiert das Thorium-229 aus der Uranschicht in eine von den LMU-Kollegen entwickelte Apparatur, in der Thorium-229-Kationen gewonnen werden“, beschreibt der Chemiker Christoph Düllmann vom GSI Helmholtzzentrum, der Universität Mainz und dem HIM das Verfahren. Wenn Thorium-229 als Ion vorliegt, besitzt es einen mit einer Lebensdauer von Stunden vergleichsweise langlebigen angeregten Kernzustand. „Durch die lange Lebensdauer finden allerdings nur äußerst selten Zerfälle statt, die man messen kann. Gibt man diesem Ion seine Elektronen zurück, zerfällt der angeregte Kernzustand dagegen sehr schnell“, sagt Seiferle.

Deshalb nutzten die Wissenschaftler einen Trick: Sie schossen die Ionen durch eine Folie aus Graphen. Dann holt sich das Ion seine fehlenden Elektronen vom Graphen und verlässt die Folie als neutrales Atom. Durch die kontrollierte Neutralisation zerfällt der angeregte Kernzustand innerhalb weniger Mikrosekunden und gibt seine Energie an ein Elektron ab, das dadurch aus der Atomhülle herausgeschossen wird und wieder ein Thorium-Ion zurücklässt. Die kinetische Energie dieses Elektrons hängt von der Energie des angeregten Kernniveaus ab und kann dann mit einem Elektronenspektrometer vermessen werden. Die Interpretation der gemessenen Spektren ist allerdings anspruchsvoll, da das Elektron nur einen Teil der Kernanregungsenergie trägt und ein anderer Teil beim Thorium-Ion zurückbleibt. Die zu erwartenden Spektren konnten am Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg vorhergesagt werden. In Zusammenarbeit mit den Kollegen aus Wien und Bonn ist es den Münchner Physikern dann gelungen, die Energie des Kernzerfalls zu bestimmen.

Kernanregung durch Laserstrahlen mit Wellenlänge von 150 Nanometern möglich

Aus diesen Informationen konnten die Wissenschaftler bestimmen, dass zur Anregung von Thorium-229 Laserstrahlen mit einer Wellenlänge von rund 150 Nanometern benötigt werden. Auf Basis dieser Ergebnisse können nun erstmals für die Anregung von Thorium-229 geeignete Laser konstruiert und damit die Entwicklung einer Kernuhr entscheidend vorangetrieben werden. Die Wissenschaftler sind überzeugt, dass die Kernuhr etwa in der Grundlagenforschung zahlreiche Anwendungen haben wird, da sich manche Fragestellungen nur mithilfe extrem präziser Zeitmessungen beantworten lassen.

Die aktuellen Ergebnisse ebnen den Weg für neue Forschungsmöglichkeiten an der neuen Beschleunigeranlage FAIR, die gerade bei GSI entsteht. Thomas Stöhlker, stellvertretender Forschungsdirektor und Leiter des Bereichs Atomphysik von GSI, sagt: „Diese genauere Energiebestimmung eröffnet exzellente Perspektiven für zukünftige Forschung an den Speicherringen der Anlage FAIR und ermöglicht Präzisionsstudien an Thorium-229 und seinem Isomer in höchsten Ladungszuständen durch dielektronische Rekombination.“ (LMU/CP/JL)

Weitere Informationen

Wissenschaftliche Veröffentlichung in Nature (Englisch)

 

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Presse Aktuelles FAIR
news-3509 Wed, 11 Sep 2019 10:02:00 +0200 GSI und FAIR informieren beim Tag der Vereine im Kongresszentrum „darmstadtium“ https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3509&cHash=df80b5c6a0a62059d4477d6d48077737 Viel Wissenswertes rund um die Entdeckung von chemischen Elementen und die Physik an Teilchenbeschleunigern präsentierten GSI und FAIR beim Tag der Vereine im Darmstädter Wissenschafts- und Kongresszentrum „darmstadtium“. Zahlreiche Besucherinnen und Besucher der Veranstaltung nutzten die Gelegenheit, am GSI-Stand einen Einblick in die aktuelle Forschung und die herausragenden Möglichkeiten am künftigen Beschleunigerzentrum FAIR, das derzeit bei GSI entsteht, zu erhalten. Viel Wissenswertes rund um die Entdeckung von chemischen Elementen und die Physik an Teilchenbeschleunigern präsentierten GSI und FAIR beim Tag der Vereine im Darmstädter Wissenschafts- und Kongresszentrum „darmstadtium“. Zahlreiche Besucherinnen und Besucher der Veranstaltung nutzten die Gelegenheit, am GSI-Stand einen Einblick in die aktuelle Forschung und die herausragenden Möglichkeiten am künftigen Beschleunigerzentrum FAIR, das derzeit bei GSI entsteht, zu erhalten.

Neben vielfältigen Informationen gab es auch die Möglichkeit, an einem Beschleunigermodell die Herstellung des Elements Darmstadtium spielerisch zu simulieren. In Experimenten an der GSI-Beschleunigeranlage war es Wissenschaftlern gelungen, insgesamt sechs neuen Elemente zu entdecken. Eines davon ist das Darmstadtium, nach dem das Wissenschafts- und Kongresszentrum benannt worden ist.

Das Engagement beim Tag der Vereine ist ein weiterer Baustein der guten Kooperation zwischen GSI und „darmstadtium“: GSI ist durch die Entdeckung des Elements Darmstadtium nicht nur namensgebend für das Wissenschafts- und Kongresszentrums, sondern war beim Tag der Vereine auch einer der Veranstaltungspartner. Zudem haben beide gemeinsam ein neues Periodensystem der Elemente als Lehrmaterial für Schulen herausgegeben, ein wichtiges Werkzeug für den Chemieunterricht. GSI und "darmstadtium" stellen Schulen kostenlose Periodensysteme zur Verfügung (nur solange der Vorrat reicht). Lehrerinnen und Lehrer können Exemplare für ihre Schulklassen bestellen (Versand innerhalb Deutschlands). (BP)

Periodensystem für Schulklassen bestellen

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Aktuelles FAIR
news-3507 Tue, 03 Sep 2019 09:40:27 +0200 Silvia Masciocchi als Vorsitzende des ALICE Collaboration Board gewählt https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3507&cHash=ccb9c7825879143b170ffb27bef1615e Professorin Silvia Masciocchi, Leiterin der GSI-Forschungsabteilung ALICE, ist zur Vorsitzenden des ALICE Collaboration Board gewählt worden. Ihre Amtszeit wird im Oktober beginnen und drei Jahre dauern. ALICE ist eines der vier Großexperimente am Large Hadron Collider des Europäischen Forschungszentrums CERN in Genf, Schweiz. Das Experiment wird von der ALICE-Kollaboration betrieben, die aus annähernd 2000 Mitgliedern besteht, die von 175 verschiedenen Instituten in 40 Ländern kommen. Professorin Silvia Masciocchi, Leiterin der GSI-Forschungsabteilung ALICE, ist zur Vorsitzenden des ALICE Collaboration Board gewählt worden. Ihre Amtszeit wird im Oktober beginnen und drei Jahre dauern. ALICE ist eines der vier Großexperimente am Large Hadron Collider des Europäischen Forschungszentrums CERN in Genf, Schweiz. Das Experiment wird von der ALICE-Kollaboration betrieben, die aus annähernd 2000 Mitgliedern besteht, die von 175 verschiedenen Instituten in 40 Ländern kommen.

Das Collaboration Board ist das höchste Gremium, das die Aufsicht über die Arbeit der ALICE-Kollaboration hat. Es prüft alle Fragen, Richtlinien, Entscheidungen und Empfehlungen, die für den Bau, die Wartung, den Betrieb und die Modernisierung des ALICE-Experiments relevant sind, sowie alle Fragen im Zusammenhang mit der Analyse und Veröffentlichung von Informationen oder Daten, die während der Experimente am ALICE-Aufbau aufgenommen wurden.

"Es ist eine große Ehre für mich, vom Collaboration Board zur Vorsitzenden gewählt zu werden. Ich bin sehr dankbar für die sehr große Unterstützung und das Vertrauen, das die Kollaboration in mich setzt", erklärte Silvia Masciocchi nach der Wahl. "Ich freue mich auf die vielen Aufgaben und Herausforderungen, die diese verantwortungsvolle Position mit sich bringt. ALICE befindet sich in einer sehr spannenden und herausfordernden Phase: Während wir noch viele physikalische Ergebnisse aus den ersten beiden Experimentzeiträumen des LHC (von 2009 bis 2018) veröffentlichen, aktualisieren wir derzeit den größten Teil des Experimentaufbaus und der Software. Ab 2021 wird ALICE Schwerionenkollisionen mit einer nie dagewesenen Geschwindigkeit von 50 Kilohertz im kontinuierlichen Auslesemodus erfassen. Die Kollaboration steht vor einer anspruchsvollen und intensiven Arbeit, um sicherzustellen, dass ALICE für eine erfolgreiche Datenaufnahme ab 2021 bereit ist, die ein deutlich erweitertes Physikprogramm ermöglicht. Ich freue mich darauf, die Bemühungen der gesamten Kollaboration durch das Collaboration Board in den nächsten spannenden Jahren zu steuern. So spielt GSI auch weiterhin eine führende und wesentliche Rolle für den Erfolg von ALICE."

Silvia Masciocchi studierte Physik in Mailand, Italien. Nach ihrer Promotion an der Universität Heidelberg war sie am Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg, am Max-Planck-Institut für Physik in München sowie am Deutschen Elektronensynchrotron DESY in Hamburg tätig. Jahr 2006 wechselte sie zu GSI in die Forschungsabteilung ALICE, die sie seit 2011 auch leitet. Im Jahr 2017 wurde sie auf eine Professur an die Universität Heidelberg berufen.

GSI hat von Anfang an eine führende Rolle beim Bau und beim wissenschaftlichen Programm von ALICE gespielt. Die Forschungsabteilung ALICE von GSI ist mitverantwortlich für den Betrieb der zwei größten Detektorsysteme von ALICE. Die Zeitprojektionskammer (TPC) und der Übergangsstrahlungsdetektor (TRD) wurden unter wesentlicher Beteiligung von GSI-Mitarbeitern der ALICE-Abteilung und des Detektorlabors entwickelt und aufgebaut. Aktuell leistet GSI einen maßgeblichen Beitrag zum ALICE-Upgrade-Programm, insbesondere im TPC-Projekt und bei der Entwicklung des neuen Online-Offline(O2)-Software-Frameworks. Dazu arbeiten die ALICE-Abteilung, das Detektorlabor und die IT-Abteilung eng zusammen. GSI-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler haben diverse führende Rollen in der Datenanalyse und im Physikprogramm von ALICE. (cp)

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Aktuelles
news-3505 Thu, 29 Aug 2019 09:00:00 +0200 TIARA-Kollaboration: Beschleunigerfachleute tagen bei GSI und FAIR https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3505&cHash=177c8961bff267e47a5ccb8314fa1634 Das Council der TIARA-Kollaboration tagte vor Kurzem auf dem GSI- und FAIR-Campus. Dabei trafen sich Vertreterinnen und Vertreter der wichtigsten europäischen Beschleunigerlabors und -institutionen. Die Teilnehmer kamen von elf Einrichtungen aus acht verschiedenen Ländern. Das Council der TIARA-Kollaboration tagte vor Kurzem auf dem GSI- und FAIR-Campus. Dabei trafen sich Vertreterinnen und Vertreter der wichtigsten europäischen Beschleunigerlabors und -institutionen. Die Teilnehmer kamen von elf Einrichtungen aus acht verschiedenen Ländern.

TIARA steht für „Test Infrastructure and Accelerator Research Area“ und ist ein spezieller Zusammenschluss, dessen Zweck es ist, Fachwissen auszutauschen und die Einrichtung gemeinsamer Forschungs- und Entwicklungsprogramme sowie Aus- und Fortbildungsmaßnahmen im Bereich der Beschleunigerforschung und -technologie in Europa zu erleichtern und zu unterstützen. Zu den TIARA-Aktivitäten gehört unter anderem die Bereitstellung von wissenschaftlicher und technischer Beratung für Forschung und Entwicklung (FuE) im Hinblick auf die zukünftige Beschleunigerwissenschaft und -technologie.

TIARA wird von Roy Aleksan vom französischen Kommissariat für Atomenergie und alternative Energien CEA mit Unterstützung bei der Verwaltung der wichtigsten EU-Förderprogramme durch Maurizio Vretenar vom europäischen Kernforschungszentrum CERN koordiniert. Die Vor-Ort-Organisation des Treffens bei der GSI wurde vom Teilprojekt SIS100/SIS18 übernommen. Ein Grund für die Ausrichtung des Treffens auf dem GSI- und FAIR-Campus war es, die internationalen Experten über den Stand des FAIR-Projekts zu informieren. Zur Tagesordnung gehörte unter anderem ein Besuch auf der FAIR-Baustelle, begleitet von einer Präsentation von Peter Spiller und Niels Pyka über den Stand des FAIR-Projekts. Auch eine Personalentscheidung stand an: Der Ausschuss hat Eugenio Nappi zum neuen Vorsitzenden des TIARA-Rates gewählt. (BP)

Mehr Informationen

Homepage der TIARA-Kollaboration (auf Englisch)

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Aktuelles FAIR
news-3503 Mon, 26 Aug 2019 14:48:00 +0200 Historische Zusammenkunft: Internationales Treffen der Entdecker chemischer Elemente https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3503&cHash=8f14884d90790ba1d937365da58d45d2 Im Rahmen des Internationalen Jahrs des Periodensystems 2019 kam es auf der Konferenz zur Chemie und Physik der schweren Elemente (TAN), die vom 25. bis 30. August in Wilhelmshaven stattfindet, zu einer historisch einzigartigen Zusammenkunft der Entdecker von neuen chemischen Elementen. Forscher aus Deutschland, Russland und Japan, die in den vergangenen Jahren das Periodensystem der Elemente um neue Einträge erweitert haben, trafen sich während des internationalen Kongresses. Im Rahmen des Internationalen Jahrs des Periodensystems 2019 kam es auf der Konferenz zur Chemie und Physik der schweren Elemente (TAN), die vom 25. bis 30. August in Wilhelmshaven stattfindet, zu einer historisch einzigartigen Zusammenkunft der Entdecker von neuen chemischen Elementen. Forscher aus Deutschland, Russland und Japan, die in den vergangenen Jahren das Periodensystem der Elemente um neue Einträge erweitert haben, trafen sich während des internationalen Kongresses. Die Ausrichter der diesjährigen TAN-Konferenz sind das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt, sowie die Johannes Gutenberg-Universität und das Helmholtz-Institut Mainz.

Aktuell sind 118 Elemente im Periodensystem der Elemente verzeichnet. 92 davon kommen auf der Erde natürlich vor. Die Suche nach weiteren neuen Elementen erfolgt mithilfe von Teilchenbeschleunigern. Dazu lassen die Forscherinnen und Forscher einen Ionenstrahl mit Atomkernen einer Elementsorte auf eine Materialprobe eines anderen Elements prallen. Bei der Fusion der Atomkerne beider Elemente kann ein neues, schweres Element entstehen. Eine Anerkennung und Aufnahme eines neuen Elements in das Periodensystem erfolgt, sobald der Nachweis als gesichert eingestuft ist. Die auf diese Art künstlich erzeugten Elemente sind instabil, das heißt, sie zerfallen innerhalb kurzer Zeit. Ungeklärte Forschungsfragen auf dem Gebiet sind beispielsweise, wie schwere Elemente gebildet werden, ob schwerere Elemente aufgrund spezieller Kernkonfigurationen wieder längere Lebensdauern haben können (sogenannte Insel der Stabilität) und welche chemischen und physikalischen Eigenschaften diese Elemente aufweisen.

Mit bei der Konferenz dabei sind die Professoren Peter Armbruster und Gottfried Münzenberg, die in ihren aktiven Forschungslaufbahnen leitende Positionen bei der Erzeugung der Elemente 107 bis 112 (Bohrium, Hassium, Meitnerium, Darmstadtium, Roentgenium und Copernicium) am GSI Helmholtzzentrum inne hatten. Ebenfalls vor Ort ist Professor Juri Oganesjan, Elemententdecker aus Russland und aktuell der einzige lebende Mensch, nach dem ein chemisches Element benannt ist: Element 118, das Oganesson. Er war Leiter des Entdeckerteams der Elemente 114 bis 118 (Flerovium, Moscovium, Livermorium, Tenness und Oganesson) am Flerow-Labor des Joint Institute for Nuclear Research (JINR) in Dubna, Russland. Aus Japan ist Dr. Kouji Morimoto vom RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science anwesend, der Mitglied des Entdeckerteams von Element 113 war. An der Konferenz nehmen außerdem die aktuellen Leiter der Forschungszentren GSI, Flerov-Labor und RIKEN Nishina Center, an denen die entsprechenden Elemente entdeckt wurden, teil.

„Die Erforschung der schweren Elemente ist ein ungeheuer spannendes Gebiet, es gibt sehr viele unbeantwortete Fragen“, erläuterte Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI, sowie der in Darmstadt neu entstehenden internationalen Forschungsanlage FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research). „Woher kommen die Elemente? Wie werden sie in Sternexplosionen und anderen stellaren Ereignissen produziert? Antworten auf diese Rätsel möchten wir dem Kosmos gerne mithilfe unserer Beschleunigeranlagen entlocken. Auch in Zukunft wird die Untersuchung der schweren Elemente eine wichtige Rolle für unser Forschungszentrum spielen. Die FAIR-Anlage, die aktuell bei GSI in Darmstadt in internationaler Zusammenarbeit gebaut wird, bietet herausragende Möglichkeiten, um das Universum ins Labor zu holen.“

Professor Sergey Dmitriev, Direktor des Flerow-Labors für Kernreaktionen (FLNR), sagte auf dem Kongress: „Experimente zur Synthese neuer superschwerer Elemente – Flerovium (114), Moscovium (115), Livermorium (116), Tennessin (117), Oganesson (118) – wurden am Beschleuniger U400 des FLNR mit hoher Priorität durchgeführt. Für weitere Fortschritte war der Bau einer Superschwere-Elemente-Fabrik am FLNR, deren Herzstück das DC280-Zyklotron ist, erforderlich. An dieser Fabrik wird die Ionenstrahlintensität um eine Größenordnung größer sein als die derzeit erreichte. Die Inbetriebnahme der Fabrik wird Experimente zur Synthese der Elemente 119 und 120 ermöglichen und die Arbeiten an Erforschung der physikalischen und chemischen Eigenschaften von superschweren Elementen erheblich erweitern."

Auch in Japan wird die Suche nach neuen Elementen fortgesetzt. „Seit Dezember 2018 führen wir das Experiment zur Suche nach Element 119 mit einem der fünf Zyklotrone in der RIKEN RI Beam Factory durch. Ende 2019 wird unser Linearbeschleuniger mit neu gebauten supraleitenden Beschleunigungselementen ausgestattet sein und bereit sein, mit höherer Strahlintensität neue Elemente zu synthetisieren. Solange wir die Möglichkeit haben, werden wir beide Experimente parallel durchführen und fortsetzen, bis das Element 119 gefunden wird – hoffentlich bei RIKEN“, beschrieb Hideto En’yo, Leiter des RIKEN Nishina Centers, die aktuellen Forschungsziele.

An der TAN-Konferenz nehmen rund 120 Forscherinnen und Forscher aus 19 Ländern und 4 Kontinenten teil. Sie diskutieren in der Konferenzwoche über die aktuellen Ergebnisse und die Perspektiven der Forschung an den sogenannten Transactinoiden, den Namensgebern der TAN-Konferenzserie. Damit sind die Elemente ab der Ordnungszahl 104 gemeint, die auf die Reihe der Actinoide folgen. Sie alle sind künstlich hergestellt und werden im Rahmen der Forschung an schweren Elementen weiter erforscht. „Wir untersuchen beispielsweise auch ihre chemischen Eigenschaften“, erklärte Professor Christoph Düllmann, Mitorganisator der TAN, Professor an der Universität Mainz und Leiter der GSI- und HIM-Forschungsabteilungen zur Chemie der schweren Elemente. „Die Elemente werden nach ihrer Ordnungszahl in die Gruppen des Periodensystems einsortiert. Elemente mit ähnlichen chemischen Eigenschaften stehen untereinander. Bei neuen künstlichen Elementen bedarf es natürlich der Klärung, welche Eigenschaften sie haben, und ob sie sich ebenso in diese Gruppen einordnen, oder ob die hohe Kernladung in diesen exotischen Atomen die Elektronenhülle durcheinanderwirbelt und dadurch zu unerwarteten chemischen Eigenschaften führt.“

„In gleicher Weise untersuchen wir auch die physikalischen Eigenschaften der neuen Elemente“, kommentierte Professor Michael Block, ebenfalls TAN-Mitorganisator und Professor in Mainz, sowie Leiter der GSI- und HIM-Forschungsabteilungen zur Physik der schweren Elemente. „So lassen sich etwa die Anordnung und die Energieniveaus der Kernbausteine durch spektroskopische Untersuchungen bestimmen oder hochpräzise Massenmessungen der Kerne durchführen, um das Verhalten der Elemente im Detail zu verstehen und die aktuellen Kernmodelle weiter zu verbessern.“

Die TAN-Konferenz findet im von der UNESCO ausgerufenen Internationalen Jahr des Periodensystems 2019 (IYPT) statt, mit dem das 150-jährige Jubiläum des Periodensystems gefeiert wird. Der russische Chemiker Dmitri Mendelejew hatte im Jahr 1869 eine Systematik in die bis dato ungeordneten Elemente gebracht und Vorhersagen über damals noch fehlende, unbekannte Elemente gemacht. Er gilt damit als Vater des Periodensystems. Lokalen Bezug hat die Konferenz über den Arzt und Chemiker Lothar Meyer, der ebenfalls eine entsprechende Systematik für die Elemente vorgeschlagen hatte. Er stammt aus dem benachbarten Ort Varel südlich von Wilhelmshaven.

Neben dem wissenschaftlichen Diskurs findet im Rahmen der TAN auch ein Symposium anlässlich des IYPT mit Informationen über die Historie des Periodensystems und der Elemententdeckungen sowie einem Ausblick auf die Zukunft der Erforschung der schweren Elemente statt. Vertreter der für die Elementbenennung verantwortlichen internationalen Organisationen IUPAC und IUPAP sowie der Deutschen Physikalischen Gesellschaft und der Gesellschaft Deutscher Chemiker sind ebenfalls anwesend. Die TAN reiht sich in viele Beispiele der gelungenen internationalen Kooperation in der Forschungswelt ein. (CP/JL)

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Presse Aktuelles
news-3501 Thu, 22 Aug 2019 13:51:27 +0200 Viel Power für die FAIR-Magnete: Indien liefert hochmoderne Stromrichter https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3501&cHash=a1b71b375d6a66f3d233f512f4c92291 Höchste Qualität für die Forschung, lautet die Maxime am künftigen Beschleunigerzentrum FAIR. Dazu trägt auch die ausgefeilte Strahlführung Wichtiges bei, die von Magnetfeldern, erzeugt von tonnenschweren Elektromagneten, gelenkt wird. Um diese mit der nötigen Power zu versorgen, sind leistungsstarke, ultra-stabile Stromrichter notwendig. Die Hightech-Komponenten kommen aus Indien und sind ein wichtiger Beitrag zum FAIR-Projekt. Höchste Qualität für die Forschung, lautet die Maxime am künftigen Beschleunigerzentrum FAIR. Dazu trägt auch die ausgefeilte Strahlführung Wichtiges bei, die von Magnetfeldern, erzeugt von tonnenschweren Elektromagneten, gelenkt wird. Um diese mit der nötigen Power zu versorgen, sind leistungsstarke, ultra-stabile Stromrichter notwendig. Die Hightech-Komponenten kommen aus Indien und sind ein wichtiger Beitrag zum FAIR-Projekt. Anlässlich der Fertigstellung der ersten Charge von Stromrichtern war der Technische Geschäftsführer von GSI und FAIR, Jörg Blaurock, mit einer Delegation in Indien zu Besuch.

Indien, Gründungsmitglied und einer der Gesellschafter der FAIR GmbH, beteiligt sich unter anderem mit zahlreichen Sachbeiträgen („In-Kinds“) für den Beschleuniger und für mehrere Experimente am FAIR-Projekt. Dazu gehören auch die hochmodernen, ultra-stabilen Hochleistungsstromrichter (Ultra Stable High Power Converters, USHPC) für die FAIR-Magnete. Gefertigt werden sie von der Electronics Corporation of India Limited (ECIL), die sie in Zusammenarbeit mit dem Bose Institute of Kolkata herstellt. Unterstützung kommt außerdem vom Raja Ramanna Centre for Advanced Technology (RRCAT), dem Bhabha Atomic Research Centre (BARC) und dem Variable Energy Cyclotron Centre (VECC).

In einem festlichen Akt auf dem ECIL-Werksgelände in Hyderabad wurde nun die erste Charge mit 67 Stromrichtern im Beisein der GSI- und FAIR-Delegation auf den Weg zur Verschiffung nach Deutschland gebracht. Jörg Blaurock und ECIL-Geschäftsführer Sanjay Chaubey sprachen von einem bedeutsamen Moment. „Dies ist ein besonderer Höhepunkt einer zehnjährigen Reise in enger Zusammenarbeit mit verschiedenen Institutionen. Wir haben von Grund auf begonnen und das erreicht, was die Nation von uns erwartet hat“, sagte Sanjay Chaubey. Jörg Blaurock betonte: „Die Firma ECIL ist ein wichtiger und verlässlicher Partner für uns. Wir haben eine sehr erfolgreiche Kooperation. Indien leistet mit seinen In-Kind-Lieferungen wertvolle Beiträge für das FAIR-Projekt.“

In Indien und auf dem GSI- und FAIR-Campus waren im Vorfeld bereits Prototypen und erste Serien-Exemplare der Stromrichter erfolgreich ausführlichen Qualitäts- und Leistungstests unterzogen worden. Insgesamt soll die Firma ECIL rund 700 Stromrichter für die Magnete des großen FAIR-Ringbeschleunigers SIS100, der Hochenergiestrahlführung HEBT sowie des Supraleitenden Fragmentseparators Super-FRS produzieren.

Das Unternehmen Electronic Corporation of India ECIL war 1967 unter dem Dach des indischen Ministeriums für Atomenergie gegründet worden mit dem Ziel, eine starke einheimische Kompetenz im Bereich der Hochleistungselektronik zu schaffen. Das Institut war bereits an mehreren hochrangigen, internationalen Forschungsprogrammen beteiligt, wie beispielsweise an der Lieferung von Komponenten für den Large Hadron Collider (LHC) des europäischen Kernforschungszentrums CERN. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3491 Mon, 19 Aug 2019 11:30:00 +0200 Förderung für Verbundprojekt: Team forscht am CRYRING https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3491&cHash=97af33c987d6ac43d0a365106af9a774 Es geht um Eigenschaften magnetischer Materialien und um maßgeschneiderte Veränderungen in neuartigen Werkstoffen: Zwei Teams um Physikerinnen der Universität Duisburg-Essen (UDE) werden mit insgesamt 2,8 Millionen Euro für drei Jahre gefördert. Für die Experimente an Teilchenbeschleunigern entwickeln sie neue Instrumente. Ein Projekt wird am Ionenspeicherring CRYRING auf dem GSI- und FAIR-Campus in Darmstadt umgesetzt. Die Meldung basiert auf einer Pressemitteilung der Universität Duisburg-Essen

Es geht um Eigenschaften magnetischer Materialien und um maßgeschneiderte Veränderungen in neuartigen Werkstoffen: Zwei Teams um Physikerinnen der Universität Duisburg-Essen (UDE) werden mit insgesamt 2,8 Millionen Euro für drei Jahre gefördert. Für die Experimente an Teilchenbeschleunigern entwickeln sie neue Instrumente. Ein Projekt wird am Ionenspeicherring CRYRING auf dem GSI- und FAIR-Campus in Darmstadt umgesetzt.

Am CRYRING, der auch Teil der künftigen Beschleunigeranlage FAIR wird, untersuchen die Forscher unter der Leitung von Professorin Marika Schleberger Festkörper mit Hilfe von Ionenstrahlen. Zu diesem Zweck wird ein Messplatz am 17 Meter durchmessenden Ring, in dem die Ionen von kleinen Geschwindigkeiten bis zu einem Viertel der Lichtgeschwindigkeit fliegen, mit neuartigen Instrumenten ausgestattet. Sie werden von den Projektpartnern der UDE und der Universität Gießen eigens entwickelt. Damit wollen die Forscher die Teilchen analysieren, die beim Beschuss mit Ionen herausgelöst werden, um zentrale Fragen zu beantworten: Wie erreicht man maßgeschneiderte Veränderungen in neuen Materialien durch gezielte Entfernung einzelner Atome? In welche Untereinheiten zerbrechen Biomoleküle unter Teilchenbeschuss, und kann man diesen Prozess steuern? Wie lässt sich die Nachweisempfindlichkeit noch weiter steigern?

Der CRYRING ist ein Beitrag Schwedens zu FAIR, der aus Stockholm zu GSI transportiert wurde. Er wurde in Kooperation mit GSI zunächst für Experimente und Maschinentests an der bestehenden GSI-Beschleunigeranlage aufgebaut. Es ist geplant, ihn langfristig für die atomphysikalische Forschung mit langsamen Antiprotonen an FAIR einzusetzen.

Ein weiteres Projekt, unter der Leitung von Dr. Katharina Ollefs, beschäftigt sich mit neuartiger, energieeffizienter Kühlung durch magnetische Materialien. Die bisherigen Systeme schädigen die Umwelt oder verbrauchen viel Strom. Alternativen bieten magnetokalorische Materialien: Ihre Temperatur lässt sich durch Anlegen eines Magnetfelds verändern. Im nun geförderten Projekt ULMAG (ULtimate MAGnetic Characterization) will OllefsTeam zusammen mit Kollegen der Technischen Universität Darmstadt unter exakt gleichen Bedingungen elementare und magnetische Eigenschaften von Materialien untersuchen. Die Experimente finden an der European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) in Grenoble (Frankreich) statt. Die ESRF erzeugt Röntgenstrahlen, die 100 Milliarden Mal intensiver sind als die in Krankenhäusern verwendete Strahlung. „Mit dem neuen Gerät an der Synchrotronstrahlungsquelle werden kleinste Änderungen des Magnetismus und der Struktur hochpräzise aus dem direkten Blickwinkel der entscheidenden Atome simultan während des Phasenübergangs verfolgt. Davon erhoffen wir uns bahnbrechende Neuentwicklungen von magnetokalorischen Materialien“, erklärt Ollefs.

Beide Verbundprojekte fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit jeweils 1,4 Millionen Euro für drei Jahre. (UDE/BP)

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Aktuelles
news-3499 Fri, 16 Aug 2019 09:00:00 +0200 Tage der Industriekultur: Einblicke bei GSI und FAIR in Forschung und Bauprojekt https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3499&cHash=a2938bd916527d3ea573b8ce7e28b1d0 Woher kommen die chemischen Elemente? Wie sieht es im Inneren von Neutronensternen aus? Kann man mit Ionenstrahlen Tumore zerstören? Antworten auf zahlreiche spannende Fragen rund um Teilchenbeschleuniger und Experimente erhielten die Besucherinnen und Besucher, die während der Tage der Industriekultur auf dem Campus von GSI und FAIR zu Gast waren. Woher kommen die chemischen Elemente? Wie sieht es im Inneren von Neutronensternen aus? Kann man mit Ionenstrahlen Tumore zerstören? Antworten auf zahlreiche spannende Fragen rund um Teilchenbeschleuniger und Experimente erhielten die Besucherinnen und Besucher, die während der Tage der Industriekultur auf dem Campus von GSI und FAIR zu Gast waren.

Erneut hatten sich das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und das künftige Beschleunigerzentrum FAIR an der Kooperation „Tage der Industriekultur Rhein-Main“ beteiligt und Campus und Forschungsanlagen nach Voranmeldung für das Publikum geöffnet. Unter dem Motto „Das Universum im Labor“ konnten die Gäste den Campus entdecken, sich über die aktuelle Forschung informieren und auch mehr über das Mega-Bauprojekt FAIR erfahren. Von der Aussichtsplattform an der Großbaustelle aus erhielten sie einen umfassenden Überblick über die Bauarbeiten für eines der größten Bauvorhaben für die Spitzenforschung weltweit. Auf dem 20-Hektar-Baufeld nordöstlich von GSI-Campus entsteht derzeit ein faszinierendes Wissenschaftsprojekt mit Beschleuniger- und Speicherringen, Hightech-Infrastrukturen und herausragenden Experimentiermöglichkeiten.

Mit FAIR wird Materie im Labor erzeugt und erforscht werden, wie sie sonst nur im Universum vorkommt. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus aller Welt erwarten neue Einblicke in den Aufbau der Materie und die Entwicklung des Universums, vom Urknall bis heute. (BP)

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Aktuelles
news-3497 Thu, 15 Aug 2019 09:00:00 +0200 Auszeichnung der Universität von Texas für Biophysiker Marco Durante https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3497&cHash=15372c634608fd3a1e3b9094ffb34df2 Professor Marco Durante, Leiter der GSI-Forschungsabteilung Biophysik, hat den Martin-Schneider-Memorial-Award erhalten. Mit der Verleihung zeichnet der Medizinzweig der Universität von Texas (UTMB) in Galveston Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus, die herausragende Beiträge in der Radiologie oder der Strahlentherapie leisten. Professor Marco Durante, Leiter der GSI-Forschungsabteilung Biophysik, hat den Martin-Schneider-Memorial-Award erhalten. Mit der Verleihung zeichnet der Medizinzweig der Universität von Texas (UTMB) in Galveston Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus, die herausragende Beiträge in der Radiologie oder der Strahlentherapie leisten.

Mit dem Award verbunden ist die Vergabe einer Fest-Vorlesung an den jeweiligen Preisträger. Marco Durante hat die Schneider-Memorial-Lecture am 5. August in Galveston gehalten. Der Titel der Vorlesung lautete „Schwerionen in der Strahlentherapie: Führen die verbesserten physikalischen und biologischen Eigenschaften zu einem besseren Ergebnis bei Patienten?“

Die Martin-Schneider-Memorial-Awards werden jährlich von der Universität von Texas zu Ehren des ersten Leiters der Radiologischen Abteilung der UTMB vergeben. Martin Schneider stand an der Spitze von der Gründung 1948 bis zu seinem Tod 1966. Mit der Verleihung an Professor Durante wurde die Vorlesung zum ersten Mal von einem Nicht-US-Wissenschaftler gehalten. Übergeben wurde die Auszeichnung vom Lehrstuhl für Radioonkologie der UTMB von Professorin Sandra "Sunny" Hatch. (BP)

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Aktuelles
news-3495 Fri, 09 Aug 2019 10:00:00 +0200 800 Milliarden Grad Celsius: Temperaturen wie in Sternenkollisionen im Labor gemessen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3495&cHash=20d7001c0ae5b33d44b4b1b7ce51a692 Sie gehören zu den heißesten Momenten im kosmischen Geschehen: die Kollisionen von Neutronensternen im Universum, bei denen chemische Elemente gebildet werden. Durch Teilchenkollisionen im Beschleuniger können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ähnliche Bedingungen am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und dem künftigen Beschleunigerzentrum FAIR herstellen. Nun ist es einer internationalen Forschergruppe am HADES-Experiment erstmals gelungen, die dabei entstehende thermische, elektromagnet Sie gehören zu den heißesten Momenten im kosmischen Geschehen: die Kollisionen von Neutronensternen im Universum, bei denen chemische Elemente gebildet werden. Durch Teilchenkollisionen im Beschleuniger können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ähnliche Bedingungen am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und dem künftigen Beschleunigerzentrum FAIR herstellen. Nun ist es einer internationalen Forschergruppe am HADES-Experiment erstmals gelungen, die dabei entstehende thermische, elektromagnetische Strahlung – die sogenannte Schwarzkörperstrahlung – zu messen. Dadurch konnten sie die Temperatur auf 800 Milliarden Grad Celsius bestimmen und weitere Details über Materiebausteine unter solchen Bedingungen erkunden. Die Ergebnisse sind vor kurzem in der Fachzeitschrift „Nature Physics“ veröffentlicht worden.

Das haushohe HADES-Detektorsystem auf dem GSI- und FAIR-Campus in Darmstadt ermöglicht den Forschenden spannende Einblicke in die Geschehnisse bei der Kollision zweier schwerer Kerne bei relativistischen Energien und erlaubt es ihnen auch – wie nun sehr erfolgreich geschehen –, den mikroskopischen Eigenschaften extremer Materiezustände im Labor auf die Spur zu kommen. Die jüngsten Ergebnisse der HADES-Kollaboration, bei denen mehr als 110 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus zahlreichen Ländern beteiligt waren, markieren einen wichtigen Moment: „Die Rekonstruktion der Wärmestrahlung von komprimierter Materie ist ein Meilenstein im Verständnis kosmischer Materieformen. Sie ermöglicht nicht nur die Extraktion der Temperatur des bei der Kollision gebildeten Systems, sondern gibt auch einen tiefen Einblick in die mikroskopische Struktur von Materie unter solchen Bedingungen", erläutert Professor Joachim Stroth, Sprecher der HADES-Kollaboration, der gemeinsam mit Professorin Tetyana Galatyuk die aktuellen Analysen koordiniert hat. Zahlreiche weitere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von GSI und FAIR waren an der aktuellen Veröffentlichung beteiligt. 

Der Wissenschaftliche Geschäftsführer von GSI und FAIR, Professor Paolo Giubellino, dessen Forschungsschwerpunkt die Physik hochenergetischer Schwerionenstöße und die dabei erzeugte Materie ist, blickt bereits gespannt in die Zukunft und auf das weltweit einmalige Beschleunigerzentrum FAIR, das derzeit bei GSI entsteht: „HADES wird auch künftig viel zur Erforschung von Atomkernen und ihrer Bausteine beitragen und bei FAIR ein wichtiger Teil des Experiments für verdichtete Kernmaterie CBM (Compressed Baryonic Matter) sein. Dort werden Forscherinnen und Forscher unter anderem Vorgänge in Neutronensternen mit nie da gewesener Präzision und über einen sehr weiten Dichtebereich untersuchen können.“

Die vom HADES-Detektor im Rahmen der nun vorgelegten Studie beobachtete elektromagnetische Strahlung wird durch virtuelle Photonen herbeigeführt. Diese existieren für einen Moment und zerfallen rasch in ein Leptonen-Paar (Dilepton), beispielsweise ein Elektron und ein Positron. Da Leptonen keine starken Wechselwirkungen aufweisen, ist das dichte hadronische Medium nahezu transparent für diese Strahlung. Dennoch wird es während des gesamten Ablaufs der Reaktion produziert und fungiert als wichtige Sonde für die mikroskopischen Eigenschaften des dichten und heißen Mediums, das bei der Kollision entsteht. Aus der Spektralverteilung der Strahlung lässt sich ableiten, dass die Materie Temperaturen über 70 Megaelektronenvolt (800 Giga Kelvin) und Dichten von einem Dreifachen der Kernsättigungsdichte erreicht haben muss.

Tatsächlich ähneln die Dichten und Temperaturen in der Kollisionszone solcher Schwerionenreaktionen den Bedingungen in Neutronenstern-Fusionsprozessen. Seit dem Nachweis von Gravitationswellen und elektromagnetischer Strahlung, die von diesen Giga-Novae-Ereignissen in einem weiten Bereich des elektromagnetischen Spektrums ausgestrahlt werden, wird angenommen, dass solche Fusionsvorgänge die kosmischen Küchen für die Synthese schwerer Kerne sind. Ein wichtiger Beitrag zu entsprechenden theoretischen Untersuchungen ist die sogenannte Zustandsgleichung von Materie unter extremen Bedingungen. Mit Schwerionenreaktionsexperimenten bei relativistischen Energien sind einige der relevanten Eigenschaften nun im Labor zugänglich.

Ein Vorteil der Detektion virtueller Photonen gegenüber realen Photonen ist die Tatsache, dass sie zusätzliche Informationen enthalten. Dies ermöglicht es, eine Lorentz-invariante Größe zu rekonstruieren, die – unabhängig von der relativen Geschwindigkeit des emittierenden Systems – den gleichen Wert hat in Bezug auf das Laborumfeld. Da Energie und Impuls während des gesamten Prozesses erhalten bleiben, ist diese invariante Masse identisch mit der Masse des hadronischen Systems, das das virtuelle Photon zuerst emittiert hat. Daher erlaubt diese Strahlung buchstäblich einen Blick in die heiße und dichte Interaktionszone.

Ein überraschendes Ergebnis dieses HADES-Experiments war die Erkenntnis, dass die Photonen sehr wahrscheinlich von so genannten Vektor-Mesonen erzeugt werden, die aufgrund der dichten Umgebung, in die sie eingebettet sind, eine starke Veränderung erfahren. Die rekonstruierte invariante Massenverteilung der virtuellen Photonen, die bemerkenswert gleichmäßig nahezu exponentiell abfällt, deutet darauf hin, dass die vermittelnden mesonischen Zustände (die ρ-Mesonen) in der dichten Materie tatsächlich nahezu aufgelöst sind. Eine ähnliche Veränderung der Eigenschaften des ρ-Vektormesons wird erwartet, wenn die spontan gebrochene chirale Symmetrie wiederhergestellt wird. Die dynamische Brechung dieser Symmetrie ist eine grundlegende Eigenschaft der QCD (Quantenchromodynamik), der Theorie der starken Wechselwirkung, und erklärt beispielsweise die Existenz der ungewöhnlich leichten Mesonen wie dem Pion. Der Grad der chiralen Symmetriebrechung steuert somit, wie Nukleonen miteinander wechselwirken.

Das HADES-Experiment ist das erste, das erfolgreich elektromagnetische Wärmestrahlung bei Kollisionen von Schwerionen bei Energien um 1 A GeV nun rekonstruieren konnte, wobei die Emission von virtuellen Photonen mit einer Masse von einigen hundert MeV/c2 ein durchaus seltener Prozess ist: Etwa drei Milliarden Gold-Gold-Kollisionen mussten aufgezeichnet und  analysiert werden, um schließlich 20.000 virtuelle Photonen über ihren Zerfall in ein Elektronenpaar und mit Massen größer als 200 MeV/c2 zu rekonstruieren. (BP)

Weitere Informationen

Wissenschaftliche Veröffentlichung in Nature Physics (Englisch)

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Presse Aktuelles FAIR
news-3493 Thu, 08 Aug 2019 09:22:12 +0200 Bundestagsabgeordneter Dr. Stefan Kaufmann zu Besuch bei GSI und FAIR https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3493&cHash=7496d14b3d9dc09c19837f91c313e9f7 Die Fortschritte des FAIR-Projekts und die aktuellen wissenschaftlichen Aktivitäten auf dem Campus waren zentrale Themen beim Besuch des Bundestagsabgeordneten Dr. Stefan Kaufmann. Der CDU-Politiker aus Stuttgart ist unter anderem Mitglied im Ausschuss für Bildung, Forschung und Technikfolgeabschätzung des Bundestags sowie stellvertretendes Mitglied im Haushaltsausschuss. Empfangen wurde er von Ursula Weyrich, der Administrativen Geschäftsführerin von GSI und FAIR, sowie vom stellvertretenden Forschungsdir Die Fortschritte des FAIR-Projekts und die aktuellen wissenschaftlichen Aktivitäten auf dem Campus waren zentrale Themen beim Besuch des Bundestagsabgeordneten Dr. Stefan Kaufmann. Der CDU-Politiker aus Stuttgart ist unter anderem Mitglied im Ausschuss für Bildung, Forschung und Technikfolgeabschätzung des Bundestags sowie stellvertretendes Mitglied im Haushaltsausschuss. Empfangen wurde er von Ursula Weyrich, der Administrativen Geschäftsführerin von GSI und FAIR, sowie vom stellvertretenden Forschungsdirektor von GSI und FAIR, Professor Thomas Stöhlker, von FAIR-Baustellenleiter Harald Hagelskamp und Ingo Peter, dem Leiter der Öffentlichkeitsarbeit.

Der Bundespolitiker, der auch Mitglied des Senats der Helmholtz-Gemeinschaft ist, informierte sich über den Stand des FAIR-Bauprojekts, einem der größten Vorhaben für die Spitzenforschung weltweit, sowie über die bisherigen Forschungserfolge und aktuelle Experimente. Nach einer einführenden Präsentation und Gelegenheit zur Diskussion konnte er bei einer Rundfahrt über das Baufeld die großen Fortschritte auf der Mega-Baustelle aus nächster Nähe besichtigen, von den ersten fertiggestellten Abschnitten für den zentralen Ringbeschleuniger SIS100 bis zur Baugrube für den ersten der künftigen Groß-Experimentierplätze.

Anschließend erhielt Dr. Stefan Kaufmann bei einem Rundgang über den GSI- und FAIR-Campus Einblicke in die bestehenden Beschleuniger- und Forschungsanlagen. Er besuchte die Testeinrichtung für supraleitende Beschleunigermagneten, in der vor allem Hightech-Komponenten für FAIR geprüft werden, sowie den Experimentierspeicherring ESR und den Therapieplatz zur Tumorbehandlung mit Kohlenstoffionen. Dabei wurde deutlich, dass zusätzlich zum großen Baufortschritt auch die Spitzenforschung und die Hightech-Entwicklungen für das Mega-Projekt FAIR sehr aktiv im Gange sind. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3489 Thu, 01 Aug 2019 10:47:34 +0200 Magnetmodule für FAIR-Ringbeschleuniger im Kalttest: GSI und INFN unterzeichnen Kollaborationsvertrag https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3489&cHash=d1593c49a5b2eca986eded98cf7f6d61 Die erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen dem GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und der italienischen nationalen Kernphysikinstitution (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, INFN) in Entwicklung und Bau supraleitender Magnete besteht seit vielen Jahren. Darauf aufbauend, wurde nun der Grundstein für eine weitere Kollaboration in diesem Bereich gelegt. Das INFN wird eine Serie von komplexen Magnetsystemen, sogenannte Quadrupolmodule, für den großen FAIR-Ringbeschleuniger SIS100 umfangreichen Käl Die erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen dem GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und der italienischen nationalen Kernphysikinstitution (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, INFN) in Entwicklung und Bau supraleitender Magnete besteht seit vielen Jahren. Darauf aufbauend, wurde nun der Grundstein für eine weitere Kollaboration in diesem Bereich gelegt. Das INFN wird eine Serie von komplexen Magnetsystemen, sogenannte Quadrupolmodule, für den großen FAIR-Ringbeschleuniger SIS100 umfangreichen Kältetests unterziehen und damit einen wichtigen Beitrag zum FAIR Projekt leisten. Ein entsprechender Kollaborationsvertrag wurde nun unterzeichnet.

Zur Vorbereitung dieser Zusammenarbeit hatte das Team des FAIR-Subprojekts SIS100/SIS18 zunächst verschiedene Optionen und Standorte verglichen. Eine gute Basis dabei war auch eine breiter angelegte Grundsatzerklärung („Memorandum of Understanding,“ MoU) für wissenschaftliche Zusammenarbeiten zwischen Deutschland und Italien. Der nun von GSI/FAIR und INFN unterzeichnete Kollaborationsvertrag ist ein wichtiger Bestandteil der technischen Abnahme der Quadrupolmodule, die bei der Firma Bilfinger Noell in Würzburg integriert werden.

Die Hightech-Module für den großen FAIR-Ringbeschleuniger sind das Ergebnis einer komplexen internationalen Produktion: Dafür werden zunächst maßgeschneiderte, supraleitende Quadrupoleinheiten, bestehend aus verschiedenen Fokussier- und Korrekturmagnettypen, in Russland produziert und anschließend nach Deutschland geschickt. Dort werden sie mit weiteren, durch GSI beschafften Komponenten zusammengebracht und zu ganzen Modulen für den FAIR-Ringbeschleuniger zusammengesetzt.

Mehr als 80 dieser integrierten Quadrupolmodule werden anschließend von Würzburg aus zur „National Facility for Superconducting Systems (NAFASSY)“ im italienischen Salerno versandt und dort an einer speziell für diesen Prozess umgebauten kryogenen Testeinrichtung bei der endgültigen Betriebstemperatur von -270 Grad kalt getestet. Gegenstand des Kalttestes sind vor allem die bei Bilfinger Noell durch die Integration neu entstandenen Teilsysteme wie beispielsweise die Stromkreise der Korrekturmagnete, das UHV-System (Ultrahochvakuum) und die thermomechanischen Eigenschaften des Kryostatsystems selbst.

Die Zusammenarbeit am Standort Salerno, der für diese Aufgaben wegen der bereits vorhanden technischen Ausstattung gut geeignet ist, soll über mehrere Jahre andauern, bis alle Quadrupolmodule für den SIS100-Ringbeschleuniger gefertigt, abgenommen und nach und nach im Tunnel auf der FAIR-Baustelle aufgebaut sind. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3487 Fri, 26 Jul 2019 09:12:36 +0200 Hessische Wissenschaftsministerin Angela Dorn besucht GSI und FAIR https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3487&cHash=2bd251493efd08966364d0544bd87a7e Angela Dorn, die Hessische Ministerin für Wissenschaft und Kunst, hat vor Kurzem GSI und FAIR besucht. Sie wurde von Ursula Weyrich, der Administrativen Geschäftsführerin von FAIR und GSI, sowie von Forschungsdirektor Professor Karlheinz Langanke und FAIR-Baustellenleiter Harald Hagelskamp in Empfang genommen. Begleitet wurde Ministerin Dorn von Dr. Ulrike Mattig, der für GSI/FAIR zuständigen Leiterin des Referats III 5 für außeruniversitäre Forschungseinrichtungen des Ministeriums. Angela Dorn, die Hessische Ministerin für Wissenschaft und Kunst, hat vor Kurzem GSI und FAIR besucht. Sie wurde von Ursula Weyrich, der Administrativen Geschäftsführerin von FAIR und GSI, sowie von Forschungsdirektor Professor Karlheinz Langanke und FAIR-Baustellenleiter Harald Hagelskamp in Empfang genommen. Begleitet wurde Ministerin Dorn von Dr. Ulrike Mattig, der für GSI/FAIR zuständigen Leiterin des Referats III 5 für außeruniversitäre Forschungseinrichtungen des Ministeriums. Ulrike Mattig ist die Repräsentantin des Landes Hessen im FAIR-Council und stellvertretende Vorsitzende des GSI-Aufsichtsrats.

In einem einführenden Vortrag erhielt Ministerin Dorn Informationen zu den bestehenden Beschleunigeranlagen und Experimenten von GSI sowie zu den bisherigen Forschungserfolgen. Auch über die Planungen und den Baufortschritt des internationalen Beschleunigerzentrums FAIR erfuhr sie weitere Hintergründe. Auf einer anschließenden Bustour über die FAIR-Baustelle konnte sie die Arbeiten selbst in Augenschein nehmen. Auf dem FAIR/GSI-Campus führte der Besuch sie anschließend noch zum Behandlungsplatz für Tumortherapie mit Kohlenstoffionen und zum Großdetektor HADES. Die Ministerin zeigte sich sehr interessiert an den Forschungsergebnissen und beeindruckt von den einmaligen wissenschaftlichen Möglichkeiten und der Komplexität des FAIR-Bauprojekts. Auf Twitter kommentierte die Ministerin: „Wenn man nur noch in Rekorden sprechen kann und die menschliche Vorstellungskraft an seine Grenzen kommen kann – Faszination Teilchenbeschleunigung beim Besuch inklusive Baustellenrundgang“ (CP)

Weitere Informationen:

Link zum Tweet von Ministerin Angela Dorn

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Aktuelles FAIR
news-3485 Tue, 23 Jul 2019 11:21:00 +0200 Start des Summer Student Program https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3485&cHash=ef95e5c5be74349a090ef5a30bf416db 37 Studentinnen und Studenten aus 19 Ländern nehmen dieses Jahr am Summer Student Program von GSI und FAIR teil. Sie verbringen acht Wochen auf dem Campus, lernen dabei die Experimente und Forschungsbereiche von GSI und FAIR kennen und erleben den Arbeitsalltag an einem internationalen Beschleunigerlabor. 37 Studentinnen und Studenten aus 19 Ländern nehmen dieses Jahr am Summer Student Program von GSI und FAIR teil. Sie verbringen acht Wochen auf dem Campus, lernen dabei die Experimente und Forschungsbereiche von GSI und FAIR kennen und erleben den Arbeitsalltag an einem internationalen Beschleunigerlabor.

Jedes Jahr bietet das Summer Student Program den Teilnehmerinnen und Teilnehmern einen Einblick in die Forschung an einem Teilchenbeschleuniger. Jeder Sommerstudierende arbeitet in einer Forschungsgruppe an einem kleinen wissenschaftlichen oder technischen Projekt aus dem laufenden Forschungsbetrieb. Die Thematik reicht dabei von der Plasmaphysik über Tumortherapie bis hin zur Kern- und Astrophysik. Entwicklungen und Tests von technischen und experimentellen Komponenten für die FAIR-Beschleunigeranlage, die gerade bei GSI gebaut wird, und deren zukünftige Experimente, stehen dabei im Mittelpunkt.

Viele Studierende, die vor allem aus europäischen und asiatischen Ländern kommen, kommen nach dem Summer Student Program für eine Master- oder Doktorarbeit bei GSI und FAIR zurück nach Darmstadt. Bereits zum 39. Mal findet das Summer Student Program statt, das in Zusammenarbeit mit der Doktorandenschule HGS-HIRe organisiert wird. Neben wissenschaftlichen Veranstaltungen stehen auch Grillpartys, ein Fußball-Turnier und Unternehmungen in der Region auf dem Programm. In begleitenden Vorlesungen werden das breite Forschungsspektrum von GSI und FAIR und die dabei erzielten wissenschaftlichen Resultate vorgestellt. Die Vorträge werden auf Englisch gehalten, sind öffentlich und können von jedem Interessierten besucht werden. (LW)

Mehr Informationen

Summer Student Program von GSI und FAIR (nur Englisch)

Vorträge (nur Englisch)

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Aktuelles FAIR
news-3483 Thu, 18 Jul 2019 09:26:34 +0200 Bundestagsabgeordneter Bernd Reuther informiert sich über GSI und FAIR https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3483&cHash=d807cda24990e426341a13ae5bedb89e Im Mittelpunkt des Besuchs des FDP-Bundestagsabgeordneten Bernd Reuther bei GSI und FAIR standen die Fortschritte des FAIR-Bauprojekts und die aktuellen wissenschaftlichen Aktivitäten auf dem Campus. Empfangen wurde der Politiker von Ursula Weyrich, der Administrativen Geschäftsführerin von GSI und FAIR, sowie von Harald Hagelskamp, dem Leiter der Baustelle FAIR, und Dr. Ingo Peter, Leiter der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit. Im Mittelpunkt des Besuchs des FDP-Bundestagsabgeordneten Bernd Reuther bei GSI und FAIR standen die Fortschritte des FAIR-Bauprojekts und die aktuellen wissenschaftlichen Aktivitäten auf dem Campus. Empfangen wurde der Politiker von Ursula Weyrich, der Administrativen Geschäftsführerin von GSI und FAIR, sowie von Harald Hagelskamp, dem Leiter der Baustelle FAIR, und Dr. Ingo Peter, Leiter der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit.

Bernd Reuther ist Abgeordneter aus dem Wahlkreis Wesel I und Mitglied im Bundestagsausschuss für Verkehr und digitale Infrastruktur, außerdem Mitglied des Landesvorstandes der FDP Nordrhein-Westfalen und Kreisvorsitzender der FDP Kreis Wesel.

Nach einer einführenden Präsentation und Gelegenheit zur Diskussion konnte Bernd Reuther bei einer Rundfahrt über das Baufeld den großen Fortschritt auf der FAIR-Baustelle aus nächster Nähe besichtigen, von den ersten fertiggestellten Tunnelabschnitten für den großen Ringbeschleuniger SIS100 und den Arbeiten für das zentrale Kreuzungsbauwerk bis zur Baugrube für das künftige Groß-Experiment CBM.

Auch die Besichtigung der Testeinrichtung für supraleitende Beschleunigermagneten, in der vor allem Hightech-Komponenten für FAIR geprüft werden, stand auf dem Programm. Dabei wurde deutlich, dass zusätzlich zum großen Baufortschritt auch die Hightech-Entwicklungen für das Mega-Projekt FAIR bereits in vollem Gang sind. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3481 Mon, 15 Jul 2019 11:28:37 +0200 Strahlenschutz: Bundesministerium beruft GSI-Forscherin in UN-Ausschuss https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3481&cHash=2cbc6a2069d67f8a494721331a729076 Das breite Fachwissen der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und am derzeit entstehenden Beschleunigerzentrum FAIR ist gefragt. Jüngster Anlass: Die Strahlenbiologin Professorin Claudia Fournier aus der GSI-Abteilung Biophysik ist als Sachverständige des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) in eine wissenschaftliche Ausschusstagung der Vereinten Nationen berufen worden. Das breite Fachwissen der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und am derzeit entstehenden Beschleunigerzentrum FAIR ist gefragt. Jüngster Anlass: Die Strahlenbiologin Professorin Claudia Fournier aus der GSI-Abteilung Biophysik ist als Sachverständige des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) in eine wissenschaftliche Ausschusstagung der Vereinten Nationen berufen worden.

Claudia Fournier, die bei GSI das Forschungsfeld „Immunmodulation und Gewebeeffekte (nach Schwerionenbestrahlung)“ leitet, war Mitglied der deutschen Delegation für die diesjährige UNSCEAR-Sitzung. UNSCEAR (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation) ist der Wissenschaftliche Ausschuss der Vereinten Nationen, dessen Berichte der Internationale Strahlenschutzkommission (International Commission on Radiological Protection, ICRP) als wissenschaftliche Grundlage für ihre Empfehlungen zum Schutz vor ionisierender Strahlung dienen. (BP)

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Aktuelles
news-3472 Fri, 12 Jul 2019 07:58:00 +0200 Elementnamensgeber Yuri Oganesjan bei FAIR und GSI https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3472&cHash=8916c957e3ad809989673df169a91ec7 Professor Juri Zolakowitsch Oganesjan, russischer Forscher armenischer Herkunft und aktuell wissenschaftlicher Leiter des Flerow-Labors für Kernreaktionen des Vereinigten Instituts für Kernforschung (JINR) in Dubna, war zu Besuch bei FAIR und GSI. Der 86-jährige Oganesjan leitete die Erzeugung vieler künstlich hergestellter chemischer Elemente, unter anderem auch dem aktuell schwersten Element des Periodensystems, Element 118, das ihm zu Ehren Oganesson getauft wurde. Professor Juri Zolakowitsch Oganesjan, russischer Forscher armenischer Herkunft und aktuell wissenschaftlicher Leiter des Flerow-Labors für Kernreaktionen des Vereinigten Instituts für Kernforschung (JINR) in Dubna, war zu Besuch bei FAIR und GSI. Der 86-jährige Oganesjan leitete die Erzeugung vieler künstlich hergestellter chemischer Elemente, unter anderem auch dem aktuell schwersten Element des Periodensystems, Element 118, das ihm zu Ehren Oganesson getauft wurde. Er ist damit der einzige lebende Mensch, nach dem ein chemisches Element benannt ist.

Neben Gesprächen mit den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern von FAIR und GSI hielt Oganesjan auch das traditionelle Dienstagskolloquium. Vor einem voll besetzen Hörsaal sprach er anlässlich des 150-jährigen Jubiläums des Periodensystems der Elemente über dessen Entwicklung und insbesondere über die Anstrengungen zur Erweiterung durch die Erzeugung superschwerer Elemente. Zahlreiche Rückfragen ließen das große Interesse des Publikums an der Thematik erkennen. Oganesjan ist FAIR und GSI seit dem Aufbau von GSI in den 70er Jahren wissenschaftlich und freundschaftlich verbunden. Insbesondere bei den Bemühungen zur Erzeugung von neuen chemischen Elementen gab und gibt es einen regen Austausch zwischen den Forscherinnen und Forschern bei FAIR/GSI und am JINR.

Oganesjans Arbeitsschwerpunkte sind neben der Synthese und Untersuchung der schweren Elemente die Entwicklung von Ionenbeschleunigern und Methoden zur Erforschung von Kernreaktion. Er entwickelte neue Ideen zur Herstellung der Elemente 102 bis 118 und setzte diese erfolgreich bei der Entdeckung vieler neuer Elemente ein. Zuletzt konnte im Oktober 2006 das Element mit der Ordnungszahl 118 durch seine Forschergruppe nachgewiesen werden. Zehn Jahre später im Jahr 2016 wurde deshalb von den beteiligten Forschergruppen der Name Oganesson (chemisches Symbol Og) für dieses Element vorgeschlagen und in Folge offiziell zuerkannt. Oganesjan ist damit nach Glenn T. Seaborg erst der zweite Mensch, nach dem zu Lebzeiten ein Element benannt wurde. (CP)

Mehr Informationen

Erzeugung und Nachweis neuer Elemente

Originalveröffentlichung zur Entdeckung von Element 118

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Aktuelles
news-3470 Thu, 11 Jul 2019 08:50:00 +0200 Michael Boddenberg zu Besuch bei FAIR und GSI https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3470&cHash=0adc085d34f483f34621bd079af4ca42 Vor Kurzem besuchte Michael Boddenberg die Anlagen von FAIR und GSI. Boddenberg ist Mitglied des hessischen Landtags und dort Vorsitzender der CDU-Fraktion. Er wurde begleitet von Dr. Tobias Kleiter, dem Leiter des Büros des Fraktionsvorsitzenden. Die Gäste wurden von der gemeinsamen Geschäftsführung von FAIR und GSI in Empfang genommen. Vor Kurzem besuchte Michael Boddenberg die Anlagen von FAIR und GSI. Boddenberg ist Mitglied des hessischen Landtags und dort Vorsitzender der CDU-Fraktion. Er wurde begleitet von Dr. Tobias Kleiter, dem Leiter des Büros des Fraktionsvorsitzenden. Die Gäste wurden von der gemeinsamen Geschäftsführung von FAIR und GSI in Empfang genommen.

In einem Einführungsvortrag mit anschließender Diskussion gaben Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von FAIR und GSI, Ursula Weyrich, Administrative Geschäftsführerin von FAIR und GSI, und Jörg Blaurock, Technischer Geschäftsführer von FAIR und GSI, Auskunft über die Forschung an den bestehenden GSI-Anlagen sowie über die Ziele und den Status des FAIR-Projekts. In einer anschließenden Rundfahrt über das FAIR-Baufeld konnten die Gäste den Baufortschritt vor Ort ansehen und insbesondere die Arbeiten am Transfergebäude und an den Tunnelsegmenten in Augenschein nehmen.

Darauffolgend besuchten sie auf dem FAIR/GSI-Campus den Teststand für die supraleitenden Magnete des FAIR-Ringbeschleunigers SIS100, die im Betrieb auf minus 269°C heruntergekühlt werden. Am Großdetektor HADES informierten sie sich über den Detektortechnologie sowie über die am Messaufbau durchgeführte Forschung. Besonderes Augenmerk lag dabei auf der aufwändigen Datennahme, -speicherung und -analyse großer Mengen von Messdaten. (cp)

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Aktuelles FAIR
news-3479 Mon, 08 Jul 2019 10:14:38 +0200 50 Jahre, 50 Bilder – Lieblingsfotos wählen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3479&cHash=50f4cc23e703edbd683f5176f70845f2 50 Jahre GSI, das sind auch 50 Jahre voller beeindruckender Bilder unserer Beschleuniger, Experimente und Anlagen. Wir haben 50 der schönsten Fotos herausgesucht und bitten nun Sie, daraus Ihre drei Lieblingsbilder auszuwählen. Unter allen Teilnehmenden verlosen wir zehn unserer Tassen „Das Universum im Labor“. 50 Jahre GSI, das sind auch 50 Jahre voller beeindruckender Bilder unserer Beschleuniger, Experimente und Anlagen. Wir haben 50 der schönsten Fotos herausgesucht und bitten nun Sie, daraus Ihre drei Lieblingsbilder auszuwählen. Gerne können Sie die Aktion auch in Ihrem Freundes- und Bekanntenkreis publik machen, jeder darf mitmachen.

Unter allen Teilnehmenden verlosen wir zehn unserer Tassen „Das Universum im Labor“ (Versand nur innerhalb Deutschlands). Die Fotos mit den meisten Stimmen werden wir Ende des Jahres in einer internen Fotoausstellung im KBW-Foyer präsentieren und natürlich auch auf unserer Webseite und über unsere Social-Media-Kanäle kommunizieren.

Die Aktion läuft bis zum 31. August 2019. Sie finden alle Informationen, die Teilnahmebedingungen und das Teilnahmeformular unter www.gsi.de/lieblingsbild

Wir sind gespannt auf Ihre Auswahl. (cp)

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Aktuelles
news-3475 Thu, 04 Jul 2019 09:37:00 +0200 Staatssekretärin des hessischen Wissenschaftsministeriums Ayse Asar zu Besuch bei GSI und FAIR https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3475&cHash=b6b57131f6ac96267259512604d54253 Die Staatssekretärin im Hessischen Ministerium für Wissenschaft und Kunst, Ayse Asar, war vor Kurzem zu Besuch bei FAIR und GSI. Sie informierte sich über die aktuellen Forschungen und die Fortschritte des FAIR-Projekts, eines der größten Forschungsvorhaben für die Spitzenforschung weltweit. Sie wurde vom Wissenschaftlichen Geschäftsführer Professor Paolo Giubellino, der Administrativen Geschäftsführerin Ursula Weyrich und dem Technischen Geschäftsführer Jörg Blaurock empfangen. Die Staatssekretärin im Hessischen Ministerium für Wissenschaft und Kunst, Ayse Asar, war vor Kurzem zu Besuch bei FAIR und GSI. Sie informierte sich über die aktuellen Forschungen und die Fortschritte des FAIR-Projekts, eines der größten Forschungsvorhaben für die Spitzenforschung weltweit. Die frühere Kanzlerin der Hochschule RheinMain wurde vom Wissenschaftlichen Geschäftsführer Professor Paolo Giubellino, der Administrativen Geschäftsführerin Ursula Weyrich und dem Technischen Geschäftsführer Jörg Blaurock sowie Ingo Peter, dem Leiter der Öffentlichkeitsarbeit, empfangen.

Nach einer Präsentation zu GSI und dem zukünftigen Beschleunigerzentrum FAIR gab es Gelegenheit zum Austausch unter anderem über die strategischen Ziele für FAIR und GSI. Danach stand eine Besichtigung der bestehenden Forschungseinrichtungen und der FAIR-Baustelle auf dem Programm.

Bei einer Rundfahrt über die FAIR-Baustelle konnte Ayse Asar die Arbeiten auf dem 20 Hektar großen Areal persönlich in Augenschein nehmen, beispielsweise die ersten Tunnel-Abschnitte für den zentralen Ringbeschleuniger SIS100, die laufenden Arbeiten für das Kreuzungsbauwerk, den zentralen Knotenpunkt für die Strahlführungen, und die Baugrube für das künftige Groß-Experiment CBM. Bei der anschließenden Besichtigung der Testeinrichtung für die supraleitenden Magnete des FAIR-Ringbeschleunigers SIS100 wurde deutlich, dass auch die Hochtechnologie-Entwicklungen für das Mega-Projekt FAIR bereits in vollem Gange sind. (LW)

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Aktuelles FAIR
news-3477 Wed, 03 Jul 2019 09:30:42 +0200 Neue internationale Biophysik-Kollaboration trifft sich bei GSI und FAIR https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3477&cHash=8d593c6e671e76f7a016838bbb2027f9 Bei GSI und FAIR fand das erste Treffen der „International Biophysics Collaboration“ statt. Mehr als 200 Wissenschaftlerinnen, Wissenschaftler und Studierende aus aller Welt nahmen an der dreitägigen Konferenz teil. Die Kollaboration dient dazu die Möglichkeiten auszuschöpfen, die FAIR und andere neue Beschleunigeranlagen, in der biomedizinischen Anwendung von Ionenstrahlen bieten. Unter den hochkarätigen Speakern war auch Astronaut Reinhold Ewald. Bei GSI und FAIR fand das erste Treffen der „International Biophysics Collaboration“ statt. Mehr als 200 Wissenschaftlerinnen, Wissenschaftler und Studierende aus aller Welt nahmen an der dreitägigen Konferenz teil. Die Kollaboration dient dazu die Möglichkeiten auszuschöpfen, die FAIR und andere neue Beschleunigeranlagen, in der biomedizinischen Anwendung von Ionenstrahlen bieten. Unter den hochkarätigen Speakern war auch Astronaut Reinhold Ewald.

Um die zukünftige biophysikalische Forschung an FAIR und an anderen großen Beschleunigeranlagen zu vernetzen, zu koordinieren und insgesamt zu stärken fand bei GSI und FAIR das erste Treffen der „International Biophysics Collaboration“ statt. Begrüßt wurden die Teilnehmerinnen und Teilnehmer von Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR, sowie von Professor Karlheinz Langanke, Forschungsdirektor von GSI und FAIR, und Professor Marco Durante, Leiter der Biophysik-Abteilung.

„Wir sind stolz auf den Erfolg dieses ersten Treffens der neuen internationalen Biophysik-Kollaboration“, sagte Giubellino. „FAIR wird der internationalen Biophysik-Community mit besonders hohen Energien und Intensitäten ganz neue Experimentiermöglichkeiten eröffnen. Die zahlreiche und rege Teilnahme an dem Treffen zeigt, wie wichtig das jetzt schon begonnene Forschungsprogramm FAIR-Phase 0 ist, im Hinblick auf die späteren einzigartigen Forschungsmöglichkeiten an der im Bau befindlichen Anlage FAIR. Als User-Facility ist es unsere Mission, den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in Zukunft die Möglichkeit für exzellente Forschung bieten. Die Rückmeldungen aus der Wissenschaftscommunity sind das beste Maß für die Qualität unserer Arbeit.“

„Wir sind begeistert von dem großen Interesse der Community am ersten Treffen der International Biophysics Collaboration“, so Durante. „Aus 27 Ländern auf allen fünf Kontinenten sind Teilnehmerinnen und Teilnehmer angereist. Der Beginn der FAIR-Experimente mit FAIR-Phase 0 ist für uns der Anlass, um aus der bereits bestehenden Zusammenarbeit der User-Gruppen eine feste Kollaboration zu gründen. FAIR bietet der Biologie, der Medizin und der Raumfahrtforschung ganz neue Möglichkeiten. An den anderen neuen Anlagen, die sich gerade in Europa, Asien und den USA im Bau befinden, werden ebenfalls Forschungsprogramme in biomedizinischen Anwendungen entwickelt. Sie vernetzen sich deshalb in der FAIR-Kollaboration. In gemeinsamer Koordination wollen wir neue Forschungsprogramme und -instrumente für die Zukunft entwickeln.“

Einer der ersten Sprecher war Astronaut Reinhold Ewald: „Für eine Mission zum Mars ist noch Forschung in vielen Bereichen nötig. Wie verändern sich z.B. die Vitamine in der Astronautennahrung, wenn sie lange Zeit der Weltraumstrahlung ausgesetzt sind? Ich als Astronaut würde nur in die Rakete steigen, wenn vorher alle biologischen und physiochemischen Systeme unter möglichst realen Bedingungen auf der Erde getestet wurden. Es scheint so, als wäre das mit FAIR möglich“, sagte Ewald, der auch Professor am Institut für Raumfahrtsysteme an der Universität Stuttgart ist.

Zu den Highlight-Speakern gehörten außerdem Professor Gerhard Kraft, der die Kohlenstoff-Ionentherapie nach Europa gebracht und die Biophysikabteilung bei GSI gegründet hat, Professor Thomas Haberer, Wissenschaftlich-technische Leitung am Heidelberger Ionenstrahltherapiezentrum HIT und Professor Jürgen Debus, Ärztlicher Direktor der Klinik für Radioonkologie und Strahlentherapie und Wissenschaftlich-medizinische Leitung am HIT. „Die langjährige Kooperation mit GSI wollen wir auch im Rahmen der FAIR-Forschung fortführen“, sagte Debus. „Sowohl die Biophysik als auch die Beschleunigerphysik bieten neue Technologien, die für klinische Anwendung interessant sind. Die große und internationale Resonanz beim ersten Treffen der International Biophysics Collaboration zeigt das Potential der biomedizinischen Anwendungen von Ionenstrahlen und spricht für die neue Kollaboration.“

Die internationalen Gäste sahen in dem Treffen eine Chance für neue Ideen und Zusammenarbeit. Prof. Vincenzo Patera von der Universität Rom, gewählter Sprecher der Kollaboration, sagte: „In der biophysikalischen Forschung brauchen wir ein umfassendes Netzwerk, das es vereinfacht Informationen auszutauschen, gemeinsam Fördermittel zu beantragen und Studierenden mehr Flexibilität bietet. Die neue International Biophysics Collaboration kann hierbei eine entscheidende Rolle spielen und die Koordination der vielen kleineren Forschungsgruppen verbessern.“

Die Kollaboration soll über FAIR hinaus die Zusammenarbeit fördern und auch Experimente an andere neuen Teilchenbeschleunigern (NICA, RAON, FRIB, SPIRAL2, SPES, SEEIIST, ELI) umfassen. Dr. Sanja Damjanovic, Wissenschaftsministerin von Montenegro, präsentiert auf der Konferenz eine der neu geplanten Anlagen, das South East European International Institute for Sustainable Technologies (SEEIIST): „SEEIIST ist eine Anlage für Tumortherapie und biomedizinische Forschung, die zu 50% für Patientenbehandlung und zu 50% für Forschung genutzt werden soll. Unser Ziel ist es Studierenden und Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus den Ländern von Slowenien bis Griechenland eine regionale Möglichkeit für exzellente Forschung zu bieten.“

Das Treffen der International Biophysics Collaboration soll in Zukunft regelmäßig stattfinden. (LW)

Mehr Informationen:

Link to the paper on Physics Reports: Durante M., Golubev A., Park W.-Y., Trautmann C., Applied nuclear physics at the new high-energy particle accelerator facilities. Phys. Rep. 800 (2919) 1-38

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Aktuelles FAIR
news-3468 Thu, 27 Jun 2019 11:01:30 +0200 Klaus Blaum ist Mitglied der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3468&cHash=34f37d77fb7375d9a1a8e2a4b8835d4f Klaus Blaum, Direktor der Abteilung „Gespeicherte und gekühlte Ionen“ am Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg, ist seit diesem Jahr auswärtiges Mitglied der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften. Blaum ist GSI-Aufsichtsratsmitglied, stellvertretender Vorsitzender des FAIR-GSI Joint Scientific Council und Professor und Mitglied der Fakultät für Physik und Astronomie der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg. Klaus Blaum, Direktor der Abteilung „Gespeicherte und gekühlte Ionen“ am Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg, ist seit diesem Jahr auswärtiges Mitglied der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften. Blaum ist GSI-Aufsichtsratsmitglied, stellvertretender Vorsitzender des FAIR-GSI Joint Scientific Council und Professor und Mitglied der Fakultät für Physik und Astronomie der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg.

„Ich fühle mich sehr geehrt und freue mich über die Aufnahme in die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften“, sagt Blaum. Aufgrund seiner exzellenten wissenschaftlichen Leistungen und seinem hohen Ansehen auf internationalem Niveau, wurde er in die Physik-Klasse der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften gewählt. „Das ist eine persönliche Auszeichnung, die aber für die Leistung meiner gesamten Abteilung am Max-Planck-Institut für Kernphysik anzusehen ist“, sagt Blaum. „Nur durch die herausragenden Leistungen meines Teams, das exzellente wissenschaftliche Arbeit leistet, gehören wir auf unserem Forschungsgebiet zur Weltspitze. Dies war wegbegründend für meine Auszeichnung. Ich nehme sie daher stellvertretend für meine ganze Arbeitsgruppe entgegen.“

Die Aufnahme fand bei der Generalversammlung der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften in Stockholm im Februar 2019 statt. Im FAIR-GSI Joint Scientific Council sitzen damit nun zwei Mitglieder der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften:  Auch Eva Lindroth, Professorin an der Stockholm Universität, ist Mitglied.

Die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften wurde 1739 gegründet und ist eine unabhängige Nicht-Regierungsorganisation. Ihr Ziel ist es, Wissenschaft zu fördern und ihren Einfluss auf die Gesellschaft zu stärken, indem sie auf wichtige soziale Fragen aufmerksam macht, sie wissenschaftlich untersucht und die Ergebnisse kommuniziert. Außerdem tritt sie als Verfechter mit wissenschaftlichem Hintergrund und auf internationaler Ebene für nachhaltige Entwicklung ein, um globale Fragestellungen in Kooperation zu bearbeiten. Die Akademie besteht aus rund 460 schwedischen und 175 ausländischen Mitgliedern, die zusammen die führende wissenschaftliche Expertise des Landes repräsentieren.

Klaus Blaum studierte Physik an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz. Nach der Promotion in Mainz wechselte er als Postdoktorand des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt an das Europäische Kernforschungszentrum CERN in Genf. 2004 bis 2007 leitete er eine Helmholtz-Forschungsgruppe in Mainz, wo er sich 2006 habilitierte. Im Jahr 2007 wurde er mit nur 35 Jahren als Direktor der Abteilung „Gespeicherte und gekühlte Ionen“ an das Max-Planck-Institut für Kernphysik nach Heidelberg berufen. Für seine bahnbrechenden Arbeiten erhielt er eine Reihe von Preisen, darunter den Gustav-Hertz-Preis 2004 der Deutschen Physikalischen Gesellschaft, den Mattauch-Herzog-Preis 2005 der Deutschen Gesellschaft für Massenspektrometrie, 2012 den Helmholtzpreis für Präzisionsmessung, 2013 den G.N. Flerov-Preis und 2016 den Lise Meitner Award des Physik-Zentrums Göteborg. Außerdem wurde er 2008 zum Fellow der American Physical Society. (LW)

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Aktuelles FAIR
news-3466 Tue, 25 Jun 2019 08:57:00 +0200 Bundestagsabgeordneter Christoph Meyer besucht FAIR und GSI https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3466&cHash=89d68ec6fac1f65c48d4121fe0d08bc4 Der Bundestagsabgeordnete Christoph Meyer war zu Besuch bei GSI und FAIR. Der FDP-Politiker aus Berlin ist Mitglied im Haushaltsausschuss des Bundestages und dort zuständig für Bildung und Forschung, unter anderem auch für das FAIR-Projekt. Wichtige Themen bei seinem Besuch am Montag, dem 17. Juni 2019, waren die Fortschritte des FAIR-Projekts und die aktuellen wissenschaftlichen Aktivitäten auf dem Campus. Empfangen wurde er von Professor Paolo Giubellino, dem Wissenschaftlichen Geschäftsführer, der ... Der Bundestagsabgeordnete Christoph Meyer war zu Besuch bei GSI und FAIR. Der FDP-Politiker aus Berlin ist Mitglied im Haushaltsausschuss des Bundestages und dort zuständig für Bildung und Forschung, unter anderem auch für das FAIR-Projekt. Wichtige Themen bei seinem Besuch am Montag, dem 17. Juni 2019, waren die Fortschritte des FAIR-Projekts und die aktuellen wissenschaftlichen Aktivitäten auf dem Campus. Empfangen wurde er von Professor Paolo Giubellino, dem Wissenschaftlichen Geschäftsführer, der Administrativen Geschäftsführerin Ursula Weyrich und dem Technischen Geschäftsführer Jörg Blaurock sowie Ingo Peter, dem Leiter der Öffentlichkeitsarbeit.

Christoph Meyer nutzte den Besuch in Darmstadt, um sich persönlich über den Fortschritt des Mega-Projekts FAIR zu informieren und die Baustelle zu besichtigen: von den ersten fertiggestellten Rohbauabschnitten des Tunnels für den großen Ringbeschleuniger SIS100 bis zu den Arbeiten am zentralen Kreuzungsbauwerk und zur Baugrube des zukünftigen Groß-Experimentierplatzes CBM. Informationen gab es auch über die FAIR-Projektorganisation und die Baustellenlogistik.

Anschließend konnte Christoph Meyer, der von seinem Referenten Marcel Schwemmlein begleitet wurde, bei einem geführten Rundgang Einblicke in die bestehenden Forschungseinrichtungen auf dem GSI- und FAIR-Campus erhalten. Er besuchte unter anderem den Teststand für supraleitende Magnete für den Beschleunigerring SIS100 sowie den Experimentier-Speicherring ESR und den Großdetektor HADES. Auch der Behandlungsplatz für die Tumortherapie mit Kohlenstoffionen gehörte zu den Stationen des Besuchs. (LW)

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Aktuelles FAIR
news-3460 Mon, 24 Jun 2019 08:31:00 +0200 So heiß wie im Inneren der Sonne – Physiker erstellen erstmals Plasma mithilfe von Nanoröhrchen und langwelligem, kurzgepulsten Laser https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3460&cHash=c985c283f86dc323ff0f0f2bb741c769 Die drei klassischen Aggregatzustände fest, flüssig und gasförmig lassen sich in jeder normalen Küche beobachten, wenn man beispielsweise einen Eiswürfel zum Kochen bringt. Doch erhitzt man Materie noch weiter, so dass die Atome eines Stoffes zusammenstoßen und sich dadurch die Elektronen von ihnen abtrennen, dann erreicht man einen weiteren Zustand: Plasma. Über 99 Prozent der Materie im Weltall liegt in dieser Form vor, so etwa im Inneren von Sternen. Die Meldung basiert auf einer Pressemitteilung der Friedrich-Schiller-Universität Jena

Die drei klassischen Aggregatzustände fest, flüssig und gasförmig lassen sich in jeder normalen Küche beobachten, wenn man beispielsweise einen Eiswürfel zum Kochen bringt. Doch erhitzt man Materie noch weiter, so dass die Atome eines Stoffes zusammenstoßen und sich dadurch die Elektronen von ihnen abtrennen, dann erreicht man einen weiteren Zustand: Plasma. Über 99 Prozent der Materie im Weltall liegt in dieser Form vor, so etwa im Inneren von Sternen. Kein Wunder also, dass Physiker ein großes Interesse daran haben, solche Materie zu untersuchen. Doch Plasmen mit hoher Temperatur und Druck wie in den Sternen auf der Erde zu erzeugen und zu erforschen, ist aus verschiedenen Gründen alles andere als einfach. Ein Forscherteam unter Beteiligung von GSI und des Helmholtz-Instituts Jena, einer Außenstelle von GSI, hat nun an der Friedrich-Schiller-Universität in Jena eine neue Methode entwickelt, mit der einige der Probleme während der Plasmaproduktion in den Griff zu bekommen sind. Über die Ergebnisse berichten sie im renommierten Forschungsjournal „Physical Review X“.

Nanodrähte lassen Licht durch

„Um Materie so erhitzen zu können, dass sich ein Plasma bildet, brauchen wir entsprechend hohe Energie. In der Regel nutzen wir dazu Licht in Form eines großen Lasers“, erklärt Christian Spielmann von der Universität Jena. „Dieser muss aber sehr kurz gepulst sein, damit die Materie nicht sofort expandiert, wenn sie die entsprechende Temperatur erreicht hat, sondern für einen kurzen Zeitraum als dichtes Plasma zusammenhält.“ Bei diesem Versuchsaufbau trete aber ein Problem auf: „Wenn der Laser auf die Probe trifft, entsteht zwar ein Plasma. Dieses reagiert aber sofort wie ein Spiegel und reflektiert einen Großteil der eintreffenden Energie, die somit nicht in die komplette Materie durchdringt. Je länger die Wellenlänge vom Laserimpuls ist, desto kritischer wird das Problem“, sagt Zhanna Samsonova, die federführend am Projekt beteiligt war. 

Um diesen Spiegeleffekt zu vermeiden, haben die Jenaer Forscher Proben aus Siliziumdrähten verwendet, deren Durchmesser mit einigen hundert Nanometern kleiner ist als die Wellenlänge des eintreffenden Lichts, die etwa vier Mikrometer betrug. „Wir haben erstmals einen solch langwelligen Laser bei der Plasmaanregung zum Einsatz gebracht“, sagt Spielmann. „Das Licht dringt zwischen den Drähten in die Probe ein und erhitzt diese von allen Seiten, so dass für wenige Pikosekunden ein Plasma über ein wesentlich größeres Volumen entsteht, als wenn der Laser reflektiert worden wäre. Etwa 70 Prozent der Energie gelangt in die Probe.“ Dank des kurzen Laserpulses besteht das erhitzte Material zudem ein wenig länger, bevor es expandiert. Mithilfe von Röntgenstrahlspektroskopie können die Wissenschaftler schließlich wertvolle Informationen über den Zustand des Materials sammeln.

Höchstwerte in Temperatur und Dichte

„Mit unserer Methode lassen sich in einem Labor neue Höchstwerte in Temperatur und Dichte erreichen“, sagt Spielmann. Das Plasma sei mit etwa zehn Millionen Kelvin weitaus heißer als etwa Material an der Oberfläche der Sonne. Der Jenaer Physiker verweist zudem auf die Kooperationspartner innerhalb des Projektes: Für die Laserexperimente nutzten die Jenaer Experten eine entsprechende Einrichtung an der TU Wien, die Proben stammen von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig, Computersimulationen zur Bestätigung der Erkenntnisse stammen von Kollegen aus Darmstadt und Düsseldorf.

Die Ergebnisse der Jenaer Physiker sind ein bahnbrechender Erfolg, bieten sie der Plasmaforschung doch ganz neue Voraussetzung. Theorien zum Zustand von Plasma können direkt durch Experimente und daran anschließende Computersimulationen verifiziert werden. Kosmologische Vorgänge lassen sich so besser verstehen. Außerdem leisten die Wissenschaftler wertvolle Vorarbeiten für die Installation von Großgeräten. So entsteht etwa in Darmstadt derzeit der internationale Teilchenbeschleuniger „Facility for Antiproton and Ion Research“ (FAIR), der etwa 2025 in Betrieb gehen soll. Dank der Informationen lassen sich Bereiche herausfiltern, auf die ein genauerer Blick lohnt. (FSU/CP)

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news-3458 Fri, 21 Jun 2019 08:14:00 +0200 Marco Durante ist Mitglied der ICRP https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3458&cHash=5404450dae8fb8b223baa8b85b9e11aa Professor Marco Durante, Leiter der GSI-Forschungsabteilung Biophysik, ist zum Mitglied der Internationalen Strahlenschutzkommission (ICRP) ernannt worden. Die internationale Organisation gibt Empfehlungen und Orientierungshilfen zum Schutz vor ionisierender Strahlung. Die Ernennung folgt dem langjährigen Engagement von Durante und der GSI-Biophysik zur Untersuchung und zum Schutz vor ionisierender Strahlung im Weltall, insbesondere auch als Kooperationspartner der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Professor Marco Durante, Leiter der GSI-Forschungsabteilung Biophysik, ist zum Mitglied der Internationalen Strahlenschutzkommission (ICRP) ernannt worden. Die internationale Organisation gibt Empfehlungen und Orientierungshilfen zum Schutz vor ionisierender Strahlung. Die Ernennung folgt dem langjährigen Engagement von Durante und der GSI-Biophysik zur Untersuchung und zum Schutz vor ionisierender Strahlung im Weltall, insbesondere auch als Kooperationspartner der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Mithilfe der GSI-Beschleunigeranlagen lässt sich Teilchenstrahlung, wie sie im Weltall herrscht, erzeugen und für Experimente zur Verfügung stellen.

Durante wirkt innerhalb der ICRP nun in der Task Group 115 zum Thema Risiko- und Dosisabschätzung für den Strahlenschutz von Astronauten mit. Das Ziel ist es, Empfehlungen für die Raumfahrtorganisationen (inklusive NASA, ESA, JAXA sowie kanadischen, russischen und chinesischen Organisationen) für Dosisgrenzwerte der Astronauten in Explorationsmissionen zur Verfügung zu stellen. Aktuell wenden verschiedenen Raumfahrtorganisationen unterschiedliche Gesamt- oder missionsspezifische Grenzwerte an, was eine internationale Mission zu Mond oder Mars fast unmöglich macht. (cp)

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Aktuelles
news-3456 Wed, 19 Jun 2019 08:42:00 +0200 Sechs Millionen Euro für „Kleinste Teilchen“ https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3456&cHash=385093ed2ae343e9b5891b026ab53ac5 Der Ursprung der Masse, die Eigenschaften der Bausteine der Materie und deren Wechselwirkung bei der Entstehung unseres Universums – mit grundsätzlichen Fragestellungen wie diesen beschäftigen sich mehrere Arbeitsgruppen der Physikalischen Institute an der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU). Ihre Forschung zu diesen Themen fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen mehrerer Verbundforschungsvorhaben mit insgesamt rund sechs Millionen Euro. Pressemitteilung der Justus-Liebig-Universität Gießen

Der Ursprung der Masse, die Eigenschaften der Bausteine der Materie und deren Wechselwirkung bei der Entstehung unseres Universums – mit grundsätzlichen Fragestellungen wie diesen beschäftigen sich mehrere Arbeitsgruppen der Physikalischen Institute an der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU). Ihre Forschung zu diesen Themen fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen mehrerer Verbundforschungsvorhaben mit insgesamt rund sechs Millionen Euro.

Atomare und subatomare Teilchen und ihre Wechselwirkungen stehen im Mittelpunkt des
BMBF-Verbundforschungsprogramms „Physik der kleinsten Teilchen“. Das Programm ist eingebettet in das BMBF-Rahmenprogramm ErUM (Erforschung von Universum und Materie). Beteiligt sind Arbeitsgruppen an der JLU und an weiteren deutschen Universitäten, die an den vom BMBF (mit)finanzierten nationalen und internationalen Großforschungseinrichtungen zur Physik der kleinsten Teilchen forschen.

Die Arbeitsgruppen aus den Physikalischen Instituten der JLU engagieren sich insbesondere bei der derzeit bei Darmstadt im Bau befindlichen internationalen Forschungseinrichtung FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research), wo in naher Zukunft modernste leistungsfähige Teilchenbeschleuniger, Ionenspeicherringe und Teilchendetektoren neuartige hochpräzise Einblicke in die Struktur und das Verhalten von elementaren Teilchen und Materie unter extremsten Bedingungen gestatten werden. Solche sehr hohen Temperaturen oder Drücke herrschten kurz nach dem Urknall oder treten bei Sternexplosionen und Kollisionen von Neutronensternen auf. Für den Aufbau und für die Durchführung von Experimenten bei FAIR sowie für theoretische Untersuchungen erhalten die Gießener Arbeitsgruppen bis Mitte des Jahres 2021 rund 5,3 Millionen Euro aus dem BMBF-Verbundforschungsprogramm „Physik der kleinsten Teilchen“.

Mit weiteren 0,7 Millionen Euro fördert das BMBF Gießener Beiträge zum japanischen BELLE-II-Experiment, an dem exotische Elementarteilchen erzeugt und untersucht werden, sowie zum ATLAS-Experiment am weltweit größten Teilchenbeschleuniger LHC des internationalen Forschungszentrums CERN in Genf.

Das FAIR-Forschungsprogramm

Das Forschungsprogramm an FAIR wird von den vier Säulen APPA (Atomic and Plasma Physics and Applications), CBM (Compressed Baryonic Matter), NUSTAR (Nuclear Structure, Astrophysics and Reactions) und PANDA (Antiproton Annihilation in Darmstadt) getragen. Die Gießener Physik ist in allen vier Forschungssäulen aktiv.

Im Rahmen von APPA entwickelt die Arbeitsgruppe Atom- und Molekülphysik (I. Physikalisches Institut, Apl. Prof. Dr. Stefan Schippers) einen intensiven Elektronenstrahl für Präzisionsmessungen an Schwerionen im FAIR-Ionenspeicherring CRYRING zur hochgenauen Überprüfung quantentheoretischer Vorhersagen. Überdies koordiniert die Gießener Atom- und Molekülphysik den Verbund aller an APPA beteiligten deutschen Universitätsgruppen.

Die Untersuchung von Kernen weitab der Stabilität wird in der NUSTAR-Säule vorangetrieben, an der die Gießener Physik mit der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Christoph Scheidenberger (II. Physikalisches Institut) beteiligt ist und hochpräzise Detektoren baut.

Für das PANDA-Experiment, das exotische hadronische Zustände mit weltweit einzigartiger Präzision vermessen wird, ist die Gießener Physik mit zwei Arbeitsgruppen an der Entwicklung und dem Bau von drei Subdetektoren beteiligt. Die Gruppe um Prof. Dr. Kai-Thomas Brinkmann (II. Physikalisches Institut) baut das elektromagnetische Kalorimeter sowie einen Mikro-Vertex-Detektor, die Gruppe um Prof. Dr. Michael Düren (II. Physikalisches Institut) einen speziellen DISC-DIRC-Detektor.

Das CBM-Experiment wird hochdichte Materie untersuchen, ähnlich wie sie in der Kollision von Neutronensternen oder schwarzen Löchern erzeugt wird. Hier entwickelt und baut die Gruppe von Prof. Dr. Claudia Höhne (II. Physikalisches Institut) einen RICH-Detektor, für spezielle materialtechnische Aspekte besteht eine Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Michael Dürr (Institut für Angewandte Physik). Ein Teil dieser RICH-Entwicklung kommt bereits jetzt in dem derzeit laufenden HADES-Detektor im GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt zum Einsatz.

Beteiligung an weiteren Forschungsanlagen weltweit

Das starke Engagement für den Bau von Detektoren an FAIR wird abgerundet durch Gießener Beteiligungen an anderen Forschungsanlagen weltweit, wie dem CERN (ATLAS-Experiment, Prof. Dr. Michael Düren, AR Dr. Hasko Stenzel) in der Schweiz oder dem KEK (BELLE-II-Experiment, Prof. Dr. Claudia Höhne, PD Dr. Jens-Sören Lange) in Japan.

Auf Basis der Theorie der starken Wechselwirkung berechnen die Gruppen von Prof. Dr. Christian Fischer, PD Dr. Bernd-Jochen Schaefer und Prof. Dr. Lorenz von Smekal am Institut für Theoretische Physik mit modernen numerischen Verfahren und aufwendigen Simulationen die Eigenschaften von Hadronen und hadronischer Materie unter extremen Bedingungen, um auf diese Weise theoretische Vorhersagen für die PANDA- und CBM-Experimente machen zu können. (JLU/CP)

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Aktuelles FAIR
news-3453 Mon, 17 Jun 2019 08:44:00 +0200 FAIR-Delegation besucht indische Partnerinstitutionen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3453&cHash=93522a8520decc31610cf2fc41e9a0d7 Eine FAIR-Delegation angeführt von Professor Paolo Giubellino, dem Wissenschaftlichen Geschäftsführer von FAIR und GSI, hat im Mai die Republik Indien besucht. Neben Gesprächen mit Vertretern von FAIR-Partnerinstitutionen nahm Giubellino auch an der Eröffnung der Mega-Wissenschaftsausstellung „Vigyan Samagam“ in Mumbai teil. Indien ist einer der Gesellschafter der FAIR GmbH und beteiligt sich unter anderem durch zahlreiche Sachbeiträge am FAIR-Projekt. Eine FAIR-Delegation angeführt von Professor Paolo Giubellino, dem Wissenschaftlichen Geschäftsführer von FAIR und GSI, hat im Mai die Republik Indien besucht. Neben Gesprächen mit Vertretern von FAIR-Partnerinstitutionen nahm Giubellino auch an der Eröffnung der Mega-Wissenschaftsausstellung „Vigyan Samagam“ in Mumbai teil und besuchte den FAIR-Pavillion, der aus Postern, Videos, Multimedia-Ständen und Ausstellungsstücken über FAIR besteht. Indien ist einer der Gesellschafter der FAIR GmbH und beteiligt sich unter anderem durch zahlreiche Sachbeiträge (sogenannte In-Kinds) für den Beschleuniger und mehrere Experimente am FAIR-Projekt. Es ist eines der FAIR-Gründungsmitglieder und spielt im Projekt eine maßgebliche Rolle.

Ein wichtiger Teil der Reise war ein Besuch des Bose-Instituts in Kalkutta, das als indischer Gesellschafter der FAIR GmbH fungiert. Giubellino traf den neuen Direktor des Bose-Instituts Professor Uday Bandyopadhyay, der das Amt von Professor Sibaji Raha (Vorsitzender des FAIR Joint Scientific Council und Repräsentant der indischen Council-Delegation) übernommen hat. Sie diskutierten den aktuellen Stand des FAIR-Projekts und Giubellino informierte ihn über den stetigen Fortschritt in den vier Experimentsäulen von FAIR. Das Treffen in Kalkutta beinhaltete auch ein Gespräch mit Subhasish Chattopadhyay, dem Programmdirektor des Indo-FAIR Coordination Centre des Bose-Instituts, und Professor Sanjay Ghosh vom Bose-Institut über Vertragsangelegenheiten für In-Kind-Beiträge. Im Anschluss hielt Giubellino einen Vortrag über FAIR an der Universität Kalkutta.

Die Delegation besuchte auch die Electronics Corporation of India Ltc. (ECIL) in Secunderabad (nahe Hyderabad). Als einer der indischen Lieferanten für FAIR produziert die Firma rund 750 Stromrichter für die Magnete der Hochenergiestrahlführung (HEBT), des Ringbeschleunigers SIS100 sowie des Supraleitenden Fragmentseparators (Super-FRS) von FAIR. Die Gruppe nahm das Testlabor für die Stromrichter sowie eine Vielzahl bereits fertiggestellter und auslieferungsbereiter Komponenten vor Ort in Augenschein und führte Gespräche zur Fortsetzung der erfolgreichen Kooperation.

Neben dem Austausch mit den FAIR-Partnern gehörte die feierliche Eröffnung der Wissenschaftsausstellung „Vigyan Samagam“ (dt. Zusammenkunft der Wissenschaft) zum Programm des Besuchs. Im Rahmen der Ausstellung traf Giubellino mehrere indische Regierungsvertreter, unter anderem Professor Ashutosh Sharma, Leiter des Department of Science and Technology (DST), und Dr. Kamlesh Nilkanth Vyas, Leiter des Department of Atomic Energy (DEA). Ein weiterer Höhepunkt von Giubellinos Reise nach Mumbai war ein Treffen mit Professor Krishnaswamy VijayRaghavan, dem Principal Scientific Advisor der indischen Regierung. Er äußerte seine Unterstützung für die Beteiligung von Indien an FAIR und freute sich darauf, FAIR in naher Zukunft zu besuchen.

Die Wanderausstellung, die in mehreren indischen Großstädten zu sehen sein wird, informiert über große internationale Wissenschaftsprojekte, an denen sich Indien beteiligt. Sie enthält auch eine Sektion über FAIR und den indischen Beitrag zum Projekt, die auch Detektor- und Beschleunigerkomponenten beinhaltet. Insgesamt kollaborieren über 25 indische Wissenschaftsorganisationen und sieben indische Industriepartner mit FAIR. Vigyan Samagam ist bis zum 7. Juli 2019 in Mumbai zu sehen und wandert anschließend zu weiteren Stationen in Indien: Bengaluru vom 29. Juli bis 28. September 2019, Kalkutta vom 4. November bis 31. Dezember 2019, und schließlich Delhi vom 21. Januar bis 20. März 2019. An jeder Station wird einer der FAIR-Geschäftsführer eine Rede auf der Eröffnungszeremonie halten. (cp)

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Aktuelles FAIR
news-3455 Thu, 13 Jun 2019 11:20:26 +0200 10 Jahre Helmholtz-Institut Mainz: Erfolgreiche Verbindung der Universität Mainz mit dem GSI Helmholtzzentrum in Darmstadt https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3455&cHash=42c5527609203ccfe12bbb146172847b Heute jährt sich die Gründung des HIM zum 10ten Mal. Mit seinen herausragenden Forschungsprojekten in der Physik und Chemie hat es sich zu einem Forschungsinstitut mit internationaler Ausstrahlung entwickelt. Im Zentrum der Arbeiten steht der Beschleunigerkomplex FAIR der derzeit bei GSI in Darmstadt gebaut wird. Das Jubiläum begeht das Institut mit einem Festakt. Heute jährt sich die Gründung des HIM zum 10ten Mal. Mit seinen herausragenden Forschungsprojekten in der Physik und Chemie hat es sich zu einem Forschungsinstitut mit internationaler Ausstrahlung entwickelt. Im Zentrum der Arbeiten steht der Beschleunigerkomplex FAIR der derzeit bei GSI in Darmstadt gebaut wird. Das Jubiläum begeht das Institut mit einem Festakt.

„Unsere Anstrengungen in den ersten 10 Jahren haben die dauerhafte Basis für herausragende wissenschaftliche Erfolge geschaffen. Es galt nicht nur, das erste Helmholtz-Institut überhaupt als Kooperation des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt und der Johannes-Gutenberg Universität Mainz zu beantragen und zu etablieren, es wurde ebenfalls ein hochmodernes Forschungsgebäude geplant und errichtet!“ erklärt Professor Kurt Aulenbacher, Direktor des Helmholtz-Instituts Mainz.

„Besonders wegen der Attraktivität der geschaffenen Infrastruktur konnte eine Gruppe von herausragenden Forscherinnen und Forschern engagiert werden, die das anfangs definierte, extrem ambitionierte Forschungsprogramm zusammen mit ihren Teams inzwischen mit großem Erfolg leiten“, ist die Überzeugung des HIM-Direktors.

Erfolgsmodell

Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR, erklärt zum zehnjährigen Bestehen des Helmholtz-Instituts Mainz: „Das HIM ist eines von zwei Helmholtz-Instituten, an denen GSI beteiligt ist und die unsere User-Community stärken und zu einzigartigen Möglichkeiten führen. Die Gründung vor zehn Jahren war ein entscheidender Schritt, mit dem wir unsere bereits sehr gute Kooperation auf eine solide institutionelle Basis gestellt haben, die es ermöglicht, optimal die Kompetenzen der Universität Mainz und GSI zu verbinden, um wissenschaftliche Ergebnisse auf Weltniveau zu liefern. Zugleich ist dies auch ein äußerst wichtiger Baustein für die exzellente Forschung, die wir am internationalen Beschleunigerzentrum FAIR betreiben können. Solche Verbindungen bringen Forschende aus aller Welt zusammen und ermöglichen äußerst fruchtbare Kollaborationen.“

Das Helmholtz-Institut Mainz (HIM) war 2009 als erstes von mittlerweile neun Instituten der Helmholtz-Gemeinschaft auf Initiative des Bundes gegründet worden, um die langjährige Kooperation zwischen GSI in Darmstadt und der Universität Mainz auszubauen und die Profilbildung der Hochschule zu unterstützen. Das HIM wird, wie bei Initiativen dieser Art üblich, von Bund zu 90% und dem Land Rheinland-Pfalz zu 10% finanziert, zudem stellt die JGU ihre technische Infrastruktur, wissenschaftliches und technisches Personal sowie Betriebsmittel, das Gesamtbudget liegt bei ca. 11 Millionen Euro jährlich.

„Helmholtz-Institute sind ein wertvolles Instrument, um langfristige strategische Partnerschaften zwischen einem Helmholtz-Zentrum, einer Universität und mitunter weiteren Partnern zu etablieren“, sagt Otmar D. Wiestler, der Präsident der Helmholtz-Gemeinschaft. „Damit entsteht eine hervorragende Grundlage für eine enge Zusammenarbeit auf einem zukunftsweisenden Forschungsfeld, in dem sich beide Partner ideal ergänzen - und somit auch für Spitzenforscher aus aller Welt interessant werden. Das HIM wurde im Juni 2009 als erstes Helmholtz-Institut gegründet. Die Außenstelle des GSI-Helmholtzzentrums auf dem Campus der Universität Mainz hat sich in dieser Zeit zu einem wichtigen Player bei der Erforschung starker physikalischer Wechselwirkungen entwickelt.“

Auch Wissenschaftsminister Prof. Dr. Konrad Wolf befürwortet diese neuartige Zusammenarbeit zwischen Zentren und Hochschulen: „Das Helmholtz Institut Mainz HIM ist mit seinen wissenschaftlichen Leistungen in der Grundlagenphysik eine international sichtbare, anerkannte Einrichtung der rheinland-pfälzischen Forschungslandschaft und ein Musterbeispiel für die gelungene Kooperation zwischen den Zentren der Helmholtz-Gemeinschaft und der Johannes Gutenberg-Universität“.

Das Helmholtz-Institut Mainz erforscht die starke Wechselwirkung, einer der vier fundamentalen Naturkräfte. Um das Thema aus verschiedenen Perspektiven zu beleuchten, ist das HIM in sechs Sektionen unterteilt. Einige dieser Sektionen widmen sich aktuellen und künftigen Experimenten, schwerpunktmäßig bei GSI und FAIR, eines der größten Forschungsprojekte weltweit. Andere HIM-Sektionen konzentrieren sich auf die Entwicklung neuer Beschleunigertechnologien oder arbeiten daran, die derzeit gültigen Theorien mit Hilfe von Supercomputern zu testen und zu verfeinern.

Die starke Wechselwirkung zählt zu den vier fundamentalen Naturkräften. Sie sorgt für die Bindung zwischen den Quarks und für den Zusammenhalt von Neutronen und Protonen, also den Grundbausteinen der Atomkerne. Die Experten des HIM untersuchen kurzlebige, aus Quarks zusammengesetzte Mesonen, analysieren den Aufbau des Protons und studieren die Eigenschaften superschwerer Atomkerne. Sie suchen nach neuen, hypothetischen Teilchen jenseits des Standardmodells, erarbeiten neue theoretische Denkmodelle und entwickeln zukunftsweisende Beschleunigertechnologien.

Hatte das Institut 2010 insgesamt 25 Mitarbeiter, ist es nun auf 135 angewachsen, die aus insgesamt 16 Nationen kommen. Mit diesem Personal und der aufgebauten hochwertigen Infrastruktur wurde die Basis geschaffen auf der ­die erwarteten herausragenden Forschungsresultate auch tatsächlich erzielt werden: 

Exzellente Forschung

Viele Forschungsprojekte, oft in internationalen Verbünden, wurde in den vergangenen zehn Jahren erfolgreich abgeschlossen und Initiativen unterstützt:

  • So wurde 2017 von der HIM Sektion SHE (SuperHeavy Elements) ein Meilenstein bei der chemischen Untersuchung superschwerer Elemente erreicht. Die erste Verbindung zwischen einem superschweren Element und Kohlenstoff überhaupt konnte hergestellt werden. Der Effekt der Relativitätstheorie auf die Chemie kann nun genauer untersucht werden.
  • Innerhalb der Sektion ACID (ACcelerator and Integrated Detectors) konnte eine Beschleuniger-Forschungsgruppe unter Leitung von Dr. Winfried Barth - mit Hilfe einer komplexen sogenannten Multi-Zellen-CH-Struktur - die Effizienz bei der Beschleunigung von schweren Ionen deutlich steigern. Diese Strukturen werden z.B. benötigt um superschwere Elemente zu erzeugen und deren Eigenschaften zu untersuchen. „Die Bedeutung dieser Entwicklung in einem Feld, wo in der Regel für jedes zusätzliche Prozent an Effizienzsteigerung hart gearbeitet werden muss, ist schwer zu überschätzen“, betont Dr. Winfried Barth.
  • Die HIM-Nachwuchswissenschaftlerin Dr. Miriam Fritsch konnte bei der Helmholtz-Gemeinschaft erfolgreich eine Helmholtz-Nachwuchsgruppe einwerben und forschte am HIM sechs Jahre zu „Präzisionsspektroskopie von Hadronen mit PANDA ", PALUMA.
  • Durch die besondere Struktur des HIM konnten drei neue Professuren geschaffen werden, darunter wurde auch ein renommierter Atomphysiker aus dem Ausland als Sektionsleiter angeworben: Seit 2014 leitet Prof. Dmitry Budker, vorher an der Universität Berkeley, die Forschungsgruppe MAM, die sich mit der hochpräzisen Messung fundamentaler Symmetrien der Natur beschäftigt, eine der vier Grundkräfte der Physik. 2016 erhielt er für ein neues Projekt zur Suche nach Dunkler Materie und Dunkler Energie eine Förderung des Europäischen Forschungsrates über 2,5 Millionen Euro.
  • 2012 beteiligte sich das HIM am erfolgreichen Antrag auf Einrichtung des Exzellenzclusters PRISMA am Campus der JGU Mainz, dessen Kooperationspartner es nun ist und dessen erfolgreiche Wiederbewerbung 2018 es maßgeblich unterstützte.
Moderne Infrastruktur

Für ihre Arbeiten steht den Wissenschaftlern in Mainz eine moderne Infrastruktur zur Verfügung. So gibt es im 2017 eingeweihten Institutsneubau „Struktur, Symmetrie und Stabilität von Materie und Antimaterie“ auf 8.000 qm neben hochwertigen Laser- und Chemielabors einen Reinraum, der beispielsweise für die Montage und Präparation von supraleitenden Beschleunigermodulen genutzt wird.
Seit 2016 haben die Landesregierung Rheinland-Pfalz, der Bund, die Johannes Gutenberg-Universität Mainz und das Helmholtz Institut Mainz insgesamt 10,6 Millionen Euro in den neuen Hochleistungsrechner MogonII/HIMsterII investiert, der aufwändige Computer-simulationen erlaubt. Der Hochleistungsrechner befindet sich im neuen Maschinensaal des HIM Forschungsbaus und wird gemeinsam durch das Zentrum für Datenverarbeitung und das HIM betrieben. Mit seinen 2 Petaflops Gesamtrechenleistung steht den Forscher des HIM und der JGU so der derzeit schnellste Hochleistungsrechner an einer deutschen Hochschule zur Verfügung. (JL/HIM)

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Aktuelles FAIR
news-3451 Thu, 13 Jun 2019 09:19:00 +0200 Kickoff: Serienproduktion der Bypass-Leitungen für den großen FAIR-Ringbeschleuniger beginnt https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3451&cHash=c657e6eaf3128dea73c820022014626b Extreme Kälte in einem Bereich, warme Raumtemperatur direkt daneben – die ausgefeilte Kältetechnik (Kryotechnik) für den großen Beschleunigerring SIS100, das Herzstück der internationalen Beschleunigeranlage FAIR, ist eine große Herausforderung. Ein wichtiger Baustein, um die bestmöglichen technischen Lösungen für die Kühlung im 1100 Meter langen SIS100 zu erzielen, geht jetzt in die Serienproduktion: die sogenannten Bypass-Leitungen. Extreme Kälte in einem Bereich, warme Raumtemperatur direkt daneben – die ausgefeilte Kältetechnik (Kryotechnik) für den großen Beschleunigerring SIS100, das Herzstück der internationalen Beschleunigeranlage FAIR, ist eine große Herausforderung. Ein wichtiger Baustein, um die bestmöglichen technischen Lösungen für die Kühlung im 1100 Meter langen SIS100 zu erzielen, geht jetzt in die Serienproduktion: die sogenannten Bypass-Leitungen, ein polnischer Beitrag für die derzeit beim GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung entstehende FAIR-Anlage.

Vor kurzem besuchte eine Delegation mit dem Technischen Geschäftsführer von GSI und FAIR, Jörg Blaurock, und Vertretern der FAIR-Projektleitung sowie der Teilprojekte Ringbeschleuniger SIS100/SIS18 und Fragmentseparator Super-FRS die Wroclaw University for Science and Technology (WUST) in Polen. Die Delegation, der auch die Subprojektleiter Peter Spiller (SIS100/SIS18) und Haik Simon (Super-FRS) sowie die Arbeitspaketleiter Thomas Eisel und Felix Wamers angehörten, traf sich mit Vertretern des polnischen Gesellschafters von FAIR, der Universität Breslau, zu denen Majka Zbigniew gehörte, sowie der Führungsspitze der ausfertigenden Breslauer Firma Kriosystem. Das Kickoff-Treffen markierte den Start der wichtigen Phase der Serienproduktion der Bypass-Leitungen für den SIS100.

Die Bypass-Leitungen, die um den ganzen Ring angeordnet sind, stellen den Transport des Kältemittels (flüssiges Helium, LHe) vorbei an wärmeren Beschleunigerkomponenten wie Hochfrequenzsystemen, Injektions- oder Extraktionssystemen sicher und dienen dazu, diese bei Raumtemperatur betriebenen Geräte in den geraden Strecken des SIS100 zu umgehen. So garantieren sie konstant die zum Betrieb der supraleitenden Magnete benötigte Kälte von -268,6 °C im gesamten Ringsystem und sind damit ein wesentlicher Bestandteil des lokalen Kryotechniksystems im SIS100.

Neben den LHe-Prozesslinien enthalten die Bypass-Leitungen die wichtigsten Magnetstromkreise (bestehend aus drei Quadrupol- und einer Dipolreihenschaltung). Sie stellen im Vergleich zu Standard-LHe-Transferleitungen große technische Herausforderungen dar. Nach einem Entwurf der für das Design verantwortlichen Universität WUST hat die Firma Kriosystem bereits die erste einer Serie (FoS, First of Series) von Bypass-Leitungen hergestellt und geliefert, die nach einem sorgfältigen SAT-Tests (Site Acceptance Tests) bei GSI in Darmstadt erfolgreich getestet und abgenommen werden konnte. Mit dem unterzeichneten Produktionsvertrag zwischen dem Anbieter WUST und der Firma Kriosystem wird nun die Serienproduktion von 27 solcher Bypass-Leitungen gestartet.

Neben diesen Bypass-Leitungen werden noch zwei weitere wichtige technische Systeme der hochspezialisierten Kältetechnik für den SIS100 als polnischer Sachbeitrag (Inkind) konzipiert und hergestellt: Die „Leadboxen“, Kammern mit Terminals zur Einspeisung des Stroms in das kryogene System, stellen die Verbindung zwischen den bei Raumtemperatur wassergekühlten Kupferkabeln und den supraleitenden Nuclotron-Kabeln des kryomagnetischen Systems her. Der Inkind-Vertrag für diese Leadboxen ist bereits unterzeichnet, das Design konnte inzwischen abgeschlossen werden. Für die so genannten „Feed-Boxen“ wurde bereits der Inhalt des Inkind-Vertrages vereinbart und der endgültige Signaturprozess gestartet.

Ein weiterer wichtiger polnischer FAIR-Beitrag ist am supraleitenden Fragmentseparator (Super-FRS) für die dortige Kältetechnik geplant. Um den entsprechenden Inkind-Vertrag kurzfristig unterzeichnen zu können, wurde eine Lenkungsgruppe eingerichtet, um die Definition des vertraglichen Umfangs dieses Beitrags abzuschließen und die technischen Vereinfachungen umzusetzen, die von dem zuständigen Team von WUST und GSI vorgeschlagen wurden. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3449 Tue, 11 Jun 2019 09:50:00 +0200 Sicherheit von Astronauten: Forschungen bei GSI und FAIR für den besten Schutz vor Weltraumstrahlung https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3449&cHash=59e115f0a85fc15d39c95e7afbc26621 Es ist leicht, fest und könnte bei künftigen Raumfahrtmissionen in die Tiefen des Weltalls eine wichtige Rolle spielen: Lithiumhydrid, eine salzartige chemische Verbindung von Lithium und Wasserstoff. Entscheidende Anhaltspunkte für eine mögliche Eignung von Lithiumhydrid als Abschirmmaterial gegen kosmische Strahlung haben jetzt Forschungspartner aus Deutschland und Italien gefunden. Es ist leicht, fest und könnte bei künftigen Raumfahrtmissionen in die Tiefen des Weltalls eine wichtige Rolle spielen: Lithiumhydrid, eine salzartige chemische Verbindung von Lithium und Wasserstoff. Entscheidende Anhaltspunkte für eine mögliche Eignung von Lithiumhydrid als Abschirmmaterial gegen kosmische Strahlung haben jetzt Forschungspartner aus Deutschland und Italien gefunden. Das internationale Team um die Wissenschaftler Marco Durante, Christoph Schuy, Felix Horst und Uli Weber von der Abteilung Biophysik des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt mit weiteren Partnern hat seine Ergebnisse im Journal „Radiation Research“ veröffentlicht.

Der Schutz für Menschen im All vor kosmischer Strahlung ist eine große Herausforderung für die Weltraumforschung. Schädliche Auswirkungen der Weltraumstrahlung stellen vor allem bei zukünftigen Langzeitmissionen ein ernsthaftes Gesundheitsrisiko für Astronauten dar. Solche Strahlungseffekte müssen sowohl in der Entwurfsphase von Raumschiffen als auch in der Missionsplanung berücksichtigt und minimiert werden. Hinzu kommt als einschränkender Faktor das Gewicht, das mit an Bord eines Raumfahrtzeugs genommen werden kann. Neue Materialien mit besserer Abschirmleistung bei geringerem Gewicht sind also gefragt. Vor allem, wenn es um Deep-Space-Missionen geht, bei denen die Strahlung noch intensiver ist als im erdnahen Orbit.

Das internationale Wissenschaftlerteam hat dieses Thema nun gemeinsam bearbeitet. Die Forscherinnen und Forscher kommen neben dem GSI Helmholtzzentrum vom Institut für Medizinische Physik und Strahlenschutz der Technischen Hochschule Mittelhessen in Gießen, dem Trento Institut für Grundlagenphysik und Anwendungen (TIFPA) in Povo, der Physikabteilung der University of Trento in Povo, der Abteilung für Angewandte Wissenschaft und Technologie der Politecnico di Torino in Turin, sowie den Abteilungen für Physik und für Chemie und NIS (Centre for Nanostctured interfaces and surfaces) der University of Torino in Turin. Auch Thales Alenia Space in Turin ist in das Team eingebunden. Das Unternehmen betreut für die europäische Raumfahrtagentur ESA das ROSSINI-Projekt für die Optimierung des Strahlenschutzes von Astronauten, ein langjähriges, gemeinsames Forschungsprojekt von ESA und GSI.

Das Ziel des Teams: Geeignete Abschirmmaterialien ausfindig machen, die besser sind als die gut bewährte Standardlösung Hart-Polyethylen, die derzeit beispielsweise auf der Erde oder in den Schlafbereichen der erdnahen internationalen Raumstation ISS zum Strahlenschutz eingesetzt wird. Aufgrund des hohen Wasserstoffgehalts von Hydriden wurde Lithiumhydrid als vielversprechenden Ausgangspunkt für weitere Studien ausgewählt.

Die Untersuchungen wurde überwiegend an der Beschleunigeranlage auf dem GSI- und FAIR-Campus in Darmstadt durchgeführt, wo Teilchenstrahlung, wie sie im Weltall herrscht, erzeugt und für Experimente zur Verfügung gestellt werden kann. Das Forscherteam bewertete in seinen Experimenten die Abschirmleistung von Lithiumhydrid unter anderem durch Messungen mit hochenergetischen Kohlenstoffstrahlen. Zudem konnten genaue Daten zum Benchmarking von Monte-Carlo-Simulationen bereitgestellt werden. Solche Simulationen werden für Risikoabschätzungen in Studien ohne Teilchenbeschleuniger eingesetzt, um eine statistische Übersicht über Strahlungseffekte zu erhalten.

Die Untersuchungen, die jetzt veröffentlicht wurden, deuten darauf hin, dass Lithiumhydrid ein guter Kandidat als Abschirmmaterial sein könnte. Der Leiter der GSI-Abteilung Biophysik, Professor Marco Durante, fasst zusammen: „Die ersten experimentellen Ergebnisse legen nahe, dass Lithiumhydrid zur Verbesserung des Strahlenschutzes für Menschen während einer langfristigen Weltraummission geeignet ist.“ Lithiumhydrid könnte somit eine effektive Strategie zum Schutz des Menschen bei der langfristigen Erforschung des Sonnensystems sein. „Es könnte das richtige Material auf dem Weg zum Mars sein.“

Auch der Experimentverantwortliche Dr. Christoph Schuy hält die Lithiumhydrid-Verbindungen für aussichtsreich. Dies stelle die Forscher und Ingenieure aber noch vor einige Aufgaben, wie beispielsweise die genaue Bestimmung der Neutronenproduktionsquerschnitte bei hohen Energien oder das sichere Ummanteln des Materials.

Noch ist es ein Blick in die Zukunft, weitere Experimente bei höheren Energien und mit schwereren Ionen sind notwendig, um die Abschirmfähigkeit von Lithiumhydrid und anderen vielversprechenden Lithium-Verbindungen vollständig zu beurteilen. Auch die potenzielle Entstehung von Sekundärstrahlung muss untersucht werden, ebenso eine möglicher Zweitnutzen des Abschirmmaterials beispielsweise in Lithiumhydrid-basierten Batterien im Raumfahrtzeug. Professor Durante erläutert: „Wir müssen jetzt komplexe, realistische Strukturen testen, die die realen Wände von Raumfahrzeugen simulieren, wobei Lithiumhydrid enthalten ist. Diese Tests haben bereits im Februar im Rahmen des FAIR-Phase-0-Experimentierprogramms begonnen und werden durch das ESA-ROSSINI3-Projekt finanziert.“

Schon seit Jahren arbeiten ESA und GSI sehr erfolgreich in mehreren Forschungsprojekten gemeinsam. Am künftigen Beschleunigerzentrum FAIR, das derzeit bei GSI entsteht, werden diese Möglichkeiten noch erheblich erweitert: FAIR wird Experimente mit einem noch größeren Spektrum an Teilchenenergien und -intensitäten erlauben und die Zusammensetzung der kosmischen Strahlung so genau simulieren können wie keine andere Beschleunigeranlage. Vor gut einem Jahr hatten ESA und FAIR eine engere Zusammenarbeit beschlossen und eine Kooperationsvereinbarung zur Erforschung kosmischer Strahlung unterzeichnet. (BP)

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Artikel in Radiation Research (auf Englisch)

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Aktuelles
news-3447 Thu, 06 Jun 2019 09:46:46 +0200 Eine gelungene Verbindung: GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und Kongresszentrum darmstadtium geben ein Periodensystem für Schulen heraus https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3447&cHash=fb97a7bd1ff49be66adc0b7e074de674 Es ist 150 Jahre jung und darf in keiner Chemiestunde fehlen: das Periodensystem der Elemente. Es ordnet alle Stoffe des Universums nach ihren Atommassen und ihren chemischen Eigenschaften. Die Vereinten Nationen haben ihm zu Ehren das Jahr 2019 zum internationalen Jahr des Periodensystems erklärt. Aus diesem Anlass haben das GSI Helmholtzzentrum und das Wissenschafts- und Kongresszentrum darmstadtium gemeinsam ein Periodensystem als Lehrmaterial für den Chemieunterricht auf den Weg gebracht. Es ist 150 Jahre jung und darf in keiner Chemiestunde fehlen: das Periodensystem der Elemente. Es ordnet alle Stoffe des Universums nach ihren Atommassen und ihren chemischen Eigenschaften. Die Vereinten Nationen haben ihm zu Ehren das Jahr 2019 zum internationalen Jahr des Periodensystems erklärt. Aus diesem Anlass haben das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und das Wissenschafts- und Kongresszentrum darmstadtium gemeinsam ein Periodensystem als Lehrmaterial für den Chemieunterricht auf den Weg gebracht.

Das Periodensystem der Elemente ist ein wichtiges Werkzeug für den Chemieunterricht, um den Schülerinnen und Schülern ein fundiertes Verständnis vom Aufbau der Atome und von den Eigenschaften der chemischen Elemente zu vermitteln. Alle bekannten chemischen Elemente sind in dieser Tabelle zusammengefasst. Jedes Kästchen steht für ein Element und enthält neben dem Namen sein chemisches Symbol und seine Eigenschaften. Seit seiner Entstehung vor 150 Jahren hat sich das Periodensystem stetig weiterentwickelt und listet heute 118 verschiedene Stoffe auf. Die aktuell veröffentlichte Auflage des Periodensystems berücksichtigt die neuesten Daten und Normen der IUPAC und ist auf den Unterrichtsstoff der Mittelstufen abgestimmt.

Mit der Entdeckung von sechs chemischen Elementen hat das GSI Helmholtzzentrum entscheidend zur Erweiterung des Periodensystems beigetragen. Die Elemente Bohrium bis Copernicium sind durch Experimente bei GSI erstmals erzeugt worden. Ein neues Element entsteht durch die Verschmelzung von zwei Atomkernen zu einem neuen, viel größeren und schwereren Atomkern. Dafür werden Atomkerne eines Elements mit einem Teilchenbeschleuniger bei extrem hohen Geschwindigkeiten auf eine Folie eines zweiten Elements geschossen. Treffen die Atomkerne der Elemente mittig aufeinander, können sie zu einem neuen Atomkern verschmelzen. Eines der auf diese Art entstanden Elemente heißt Darmstadtium und ist nach seinem Entdeckungsort, der Stadt Darmstadt benannt. Gleichzeitig ist es Namensgeber des Wissenschafts- und Kongresszentrums darmstadtium.

Das darmstadtium ist ein hochmoderner Tagungsort mit Ausrichtung auf die Anforderungen zukünftiger Generationen. In Deutschland und Europa ist es bekannt für Nachhaltigkeit und exzellente Informationstechnologie. Als Vorreiter beim Megatrend Konnektivität in der Eventbranche bietet es optimale Inhouseversorgung auf Großversorgerniveau für Tagungen und Kongresse. 

Das darmstadtium und das GSI Helmholtzzentrum sind durch den Element-Namen und ihre nationale und internationale Ausstrahlung eng miteinander verbunden. Aus diesem Grund haben die Projektpartner gemeinsam ein Periodensystem als Lehrmaterial für den Chemieunterricht aufgelegt. Übersichtlich und informativ gestaltet und praktisch im DIN A4 Format wird das Periodensystem für Schulen zur Verfügung gestellt. Es enthält neben den klassischen Daten wie Ordnungszahl, Elementsymbol, Elektronegativität und Schmelz- und Siedepunkte auch Informationen über die beiden Projektpartner. Die Oberfläche der Tafel ist mit einer speziellen Beschichtung überzogen. Sie schützt das Papier vor Staub, Nässe und anderen Verunreinigungen. Außerdem sorgt die Beschichtung durch ihre matte Oberfläche dafür, dass Lichtreflexionen bei der Arbeit nicht stören.

GSI und darmstadtium stellen Schulen kostenlose Periodensysteme zur Verfügung (nur solange der Vorrat reicht). Lehrerinnen und Lehrer können Exemplare für ihre Schulklassen bestellen. (Versand innerhalb Deutschlands.) (JL)

Hier geht es zur Bestellung.

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Presse Aktuelles
news-3445 Tue, 04 Jun 2019 13:16:21 +0200 Pionen als Katalysator: Mikroskopische Studie zur Deuteron-Produktion in Blei-Kollisionen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3445&cHash=6f82d017747df284860d11eab955939e Es ist ein spannendes Forschungsfeld für die Physik: das Quark-Gluon-Plasma, also der Materiezustand, der im Universum bis Sekundenbruchteile nach dem Urknall existierte und der durch Kollisionen von schweren Ionen aus Blei erzeugt und untersucht werden kann. Experimentelle Beobachtungen zeigen, dass bei diesen Kollisionen leichte Kerne wie Deuteronen, Tritonen und Helium entstehen. Doch sind sich die Forschenden nicht einig über die theoretische Erklärung für deren Produktion. Es ist ein spannendes Forschungsfeld für die Physik: das Quark-Gluon-Plasma, also der Materiezustand, der im Universum bis Sekundenbruchteile nach dem Urknall existierte und der durch Kollisionen von schweren Ionen aus Blei erzeugt und untersucht werden kann. Experimentelle Beobachtungen zeigen, dass bei diesen Kollisionen leichte Kerne wie Deuteronen, Tritonen und Helium entstehen. Doch sind sich die Forschenden nicht einig über die theoretische Erklärung für deren Produktion. Eine Physikergruppe mit Professorin Hannah Elfner vom GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und ihrem ehemaligen Doktoranden Dr. Dmytro Oliinychenko vom Lawrence Berkeley National Laboratory in Kalifornien sowie weiteren Partnern hat nun in der Fachzeitschrift „Physical Review C“ neue Ergebnisse zum mikroskopischen Verständnis der Deuteron-Produktion veröffentlicht.  

Als Deuteron wird der Atomkern des Deuteriums („Schwerer Wasserstoff“) bezeichnet. Deuteronen spielen eine Rolle bei Kernfusionsreaktionen in Sternen. „Wie Schneebälle in der Hölle“, so umschreiben manchen Forscher die Tatsache, dass die leichten Kerne wie Deuteronen im Quark-Gluon-Plasma überhaupt erkennbar sind. Denn eigentlich sollten die hohen Temperaturen der aus den Kollisionen hervorgehenden Feuerbälle die Kerne in ihre subatomaren Bestandteile zerschmelzen, doch genau das scheinen sie nicht zu tun. Nun schlagen Elfner, Oliinychenko und Kollegen einen mikroskopischen Mechanismus vor, der erklären könnte, warum die Kerne bestehen bleiben.

Sie gehen dabei von einer bereits existierenden qualitativen Erklärung für die Beobachtung dieser Kerne aus. Dieser Vorschlag postuliert, dass die im Feuerball entstehenden leichten Kerne durch die hohen Temperaturen zerstört und beim Abkühlen des Feuerballs immer wieder durch fliegende Protonen und Neutronen neu geschaffen werden. Die mikroskopischen Mechanismen hinter diesem Szenario aber waren bisher unklar. Hier setzten nun Elfner, Oliinychenko und Kollegen an und machten sich daran, diesen Mechanismus zu finden, indem sie eine Reihe von Reaktionen analysierten, die Deuteronen bilden könnten. Sie identifizierten eine mögliche Reaktion, bei der Protonen und Neutronen beim Vorhandensein von Pionen, also von Quark-Antiquark-Paaren, Deuteronen bilden. Die Pionen könnten dabei als eine Art Katalysator für die Reaktionen zwischen Protonen und Neutronen dienen und so die stabile Produktion von Deuteronen bei hochenergetischen Kernkollisionen ermöglichen.

Das Team simulierte ähnliche Bedingungen wie bei einem kürzlich von der ALICE-Kollaboration durchgeführten CERN-Experiment, das die durch Kollisionen erzeugten leichten Kerne präzise charakterisierte. Dann folgte der Vergleich: Die kalkulierten Ertrags- und Energiespektren der Deuteronen stimmten mit den Beobachtungen von ALICE überein. Die Schlussfolgerung: Wenn die Idee von Elfner, Oliinychenko und dem Team richtig ist, sollte sie auch die Bildung anderer beobachteter Kerne, beispielsweise Tritonen, erklären könne.

Die Autoren planen nun, diese Möglichkeit in kommenden Berechnungen zu überprüfen und ihre Ergebnisse weiter zu untermauern. Außerdem überlegen sie, wie weitere Studien bei niedrigeren Strahlenenergien durchzuführen sind. Solche Überlegungen sind auch für das HADES-Experiment bei GSI sowie für das CBM-Experiment am künftigen, derzeit bei GSI entstehenden Beschleunigerzentrum FAIR relevant. Das Thema von Elfner, Oliinychenko und der Gruppe wird auch bei der diesjährigen „Strangeness in Quark Matter“-Konferenz, eine der größten Konferenzen in diesem Forschungsbereich, im italienischen Bari vorgestellt. (BP)

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Artikel in Physical Review C (auf Englisch)

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Aktuelles
news-3443 Fri, 31 May 2019 09:01:00 +0200 Verbesserte Emittanzmessung an Beschleunigeranlagen – Über 360.000 Euro Förderung durch LOEWE-Initiative https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3443&cHash=8e189ad72903579a564b068bf07ea2cf Das von zwei GSI-Forschern entwickelte ROSE-System (ROtierender Scanner für 4-dimensionale Emittanzmessungen) wird von der hessischen Förderinitiative LOEWE mit mehr als 360.000 Euro ab Mai 2019 für einen Zeitraum von drei Jahren gefördert. Ziel des aktuellen Projekts ist die Entwicklung und Systemintegration eines Software-Pakets für ROSE. Antragsteller ist die mit GSI kooperierende Firma NTG – Neue Technologien GmbH in Gelnhausen. Das von zwei GSI-Forschern entwickelte ROSE-System (ROtierender Scanner für 4-dimensionale Emittanzmessungen) wird von der hessischen Förderinitiative LOEWE mit mehr als 360.000 Euro ab Mai 2019 für einen Zeitraum von drei Jahren gefördert. Ziel des aktuellen Projekts ist die Entwicklung und Systemintegration eines Software-Pakets für ROSE. Antragsteller ist die mit GSI kooperierende Firma NTG – Neue Technologien GmbH in Gelnhausen, ein Großteil von rund 200.000 Euro der Summe wird jedoch als Personalmittel an GSI fließen.

ROSE ist ein neuartiges System zur Vermessung der vierdimensionalen (4D) transversalen Ionenstrahlemittanz. Das ist das Volumen, das ein Ionenstrahl im transversalen Phasenraum einnimmt. Kenntnis und Manipulation der Emittanz der Ionen im Beschleuniger sind relevant für die Verbesserung der Strahlqualität. Bisher konnten für Schwerionen mit Energien oberhalb 100 Kiloelektronenvolt pro Nukleon nur die horizontalen und vertikalen Projektionen des 4D-Phasenraumes gemessen werden. Dieser Messung fehlen Informationen zur Kopplung dieser Ebenen, da sie nur ein Schattenbild des eigentlichen Volumens im Phasenraum darstellen. Die Forscher Dr. Michael Maier und Dr. Chen Xiao aus dem GSI-Bereich Beschleunigerbetrieb haben deshalb die drehbare Emittanzmessanlage ROSE bei GSI entwickelt. Dem Betriebspersonal von Schwerionen-Beschleunigeranlagen wird damit erstmals ein universell einsetzbares Messmittel an die Hand gegeben, mit dessen Hilfe sich die Kopplungen der Ebenen messen lassen. In Folge können die Anlagen deutlich effizienter eingestellt werden.

„Zusätzlich zur vollständigen 4D-Vermessung der transversalen Strahlemittanz kann durch die Drehbarkeit der Anlage eine Messebene eingespart werden, weil alle Raumrichtungen von einem Gerät angefahren werden können“, beschreibt Maier seine Erfindung. „Da der Drehantrieb deutlich günstiger ist als die notwendige Elektronik für eine zusätzliche komplette Messebene, reduziert das in Folge die Kosten für eine Emittanzmessanlage.“

Das im geförderten Projekt zu entwickelnde und in das Gesamtsystem von ROSE zu integrierende Software-Paket soll die momentan getrennten vier erforderlichen Teilfunktionen Planung, Steuerung, Messung und Auswertung der 4D-Emittanzmessung erstmals vereinen. Im Projekt wird dieses Software-Paket zusammen mit den bereits zuvor entwickelten Komponenten ROSE-Detektor und dem elektronischen Steuerungssystem „Robomat“ (zuvor bereits gefördert durch das WIPANO-Projekt des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie) als Prototyp des 4D-Emittanz-Komplettsystems „ROSE“ aufgebaut werden. Außerhalb des Projekts wird der Prototyp bei GSI im Routinebetrieb getestet, gemeinsam mit NTG optimiert und letztendlich von NTG auf dem Markt als Komplettsystem angeboten werden. Der bei GSI im Routinebetrieb eingesetzten Prototyp soll NTG zudem als Demonstrator dienen.

„Für die Nutzer liegen die klaren Vorteile in einer kürzeren Messdauer, weniger Aufwand an hochqualifiziertem Personal für die Planung und Durchführung der Messung, der späteren Möglichkeit den Strahl direkt korrigieren zu können sowie der möglichen Minimierung von Installations- und Betriebskosten der Beschleunigeranlage“, erläutert Martina Bauer, die das ROSE-Projekt im Rahmen des GSI-Technologietransfers betreut, die Vorzüge der neuen Technik. „ROSE ist funktional als auch betriebswirtschaftlich einem Großteil der aktuell verfügbaren 2D-Emittanzmessanlagen überlegen und kann diese bei Updates bestehender Anlagen generell ersetzen oder aber bei neuen Beschleunigeranlagen direkt eingesetzt werden. In Deutschland arbeiten gegenwärtig mindestens zehn Forschungseinrichtungen sowie etliche Firmen mit für ROSE geeigneten Anlagen. Nach Aussage des Kooperationspartners NTG finden sich in oben genannten Bereichen europaweit mehr als 100 Interessenten, wobei ein weitaus größeres Potenzial insbesondere der asiatische Raum bietet.“

Prognosen rechnen mit einem weltweiten Marktanteil von etwa 20% und einer signifikanten Steigerung des Umsatzes um 250% im Bereich Strahldiagnose und entsprechend einem deutlich positiven Effekt bezüglich der Anstellung von dediziertem Personal durch die Firma NTG. Zudem ermöglicht die ROSE-Emittanzmessung die Durchführung zahlreicher neuer Forschungsprojekte im Bereich Beschleunigerphysik. Insbesondere im Hinblick auf das Großprojekt FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) und die in diesem Rahmen geplanten wissenschaftlichen Experimente sind die durch ROSE neu eröffneten technischen Möglichkeiten ein wesentlicher Baustein, um die Anforderungen der neuen, weltweit einzigartigen Beschleunigeranlage, die aktuell bei GSI in Darmstadt gebaut wird, zu erfüllen. (cp)

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Aktuelles
news-3441 Tue, 28 May 2019 09:46:03 +0200 Vermittlung von Grundlagenforschung und ihren Anwendungen – IPPOG tagt bei FAIR und GSI https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3441&cHash=405b1ed498cdd7ed974aa9a062510be8 Die International Particle Physics Outreach Group (IPPOG) war anlässlich ihrer Frühjahrstagung im Mai bei FAIR und GSI zu Gast. An drei Tagen tauschten sich die internationalen Teilnehmerinnen und Teilnehmer über die Möglichkeiten aus, Wissenschaft an die Öffentlichkeit und insbesondere an junge Menschen zu kommunizieren. Das Treffen gab den Teilnehmenden die Möglichkeit, sich über das Forschungsprogramm von GSI sowie über den Status des FAIR-Projekts, eines der größten Bauvorhaben für die Grundlagenforschung weltweit, zu informieren.

Zusätzlich zu den IPPOG-eigenen Themen gehörten zur Agenda auch Informationen zu den vor Ort laufenden Forschungsaktivitäten von FAIR/GSI, der Öffentlichkeitsarbeit auf dem Campus, eine Panel-Diskussion, Arbeitsgruppen und die Demonstration von didaktischen Bausätzen der Firma CAEN. Des Weiteren nahmen die Teilnehmerinnen und Teilnehmer an einem Rundgang durch die Anlagen teil und warfen einen Blick auf das FAIR-Baufeld von der Aussichtsplattform. Anlässlich der Tagung wurde auch eine sogenannte Masterclass für die Kinder von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern durchgeführt. Dabei waren die Jugendlichen aufgerufen, unter fachgerechter Anleitung von Wissenschaftlern aktuelle Daten des ALICE-Experiments am europäischen Forschungszentrum CERN auszuwerten und zu interpretieren. Die IPPOG bietet weltweit in Kooperation mit 250 Forschungseinrichtungen derartige Masterclasses an, die sich an über 15.000 Schülerinnen und Schüler in 55 Ländern richten. Das IPPOG-Lenkungsgremium stimmte einer neuen Masterclass zum Thema Partikeltherapie zu, die in Zusammenarbeit von GSI, CERN und dem Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg entwickelt wurde, und wird sie in das Programm des nächsten Jahrs integrieren.

IPPOG ist ein Netzwerk von Wissenschaftlern, Naturwissenschaftspädagogen und Kommunikationsspezialisten, die weltweit in der informellen naturwissenschaftlichen Ausbildung und der Vermittlung der Teilchenphysik und der Grundlagenforschung im Allgemeinen tätig sind. Die Teilchenphysik ist die Wissenschaft von Materie, Energie, Raum und Zeit. IPPOG erläutert jungen Menschen neue Entdeckungen in diesem Bereich und vermittelt an die Öffentlichkeit, dass die Schönheit der Natur durch das Zusammenspiel ihrer Grundbausteine – der Elementarteilchen – verständlich wird. Seit Kurzem hat die IPPOG auch einen Fokus auf Anwendungen für die Gesellschaft gelegt, was sich in den Beiträgen von FAIR und GSI widerspiegelt. Die IPPOG-Kollaboration umfasst aktuell 30 Mitglieder: 24 Länder, fünf Experimente und CERN als internationales Labor, sowie mehrere Kandidaten für eine Mitgliedschaft. (cp)

Weitere Informationen:

International Particle Physics Outreach Group

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Aktuelles FAIR
news-3437 Wed, 22 May 2019 08:11:00 +0200 Neue Masterclass für Schüler zum Thema Partikeltherapie https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3437&cHash=ec92e4c70aff9efdea0346cb48e835cc Im April fand eine Pilot-Masterclass zur Partikeltherapie bei GSI und FAIR sowie im Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg und im europäischen Forschungszentrum CERN in Genf, Schweiz, statt. Schulkinder in der Altersgruppe von 12 bis 17 Jahren waren eingeladen, einen Tag lang in die Welt der Wissenschaftler einzutauchen. Am Ende der Veranstaltung nahmen sie an einer gemeinsamen Videokonferenz teil, um ihre Erfahrungen auszutauschen. Im April fand eine Pilot-Masterclass zur Partikeltherapie bei GSI und FAIR sowie im Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg und im europäischen Forschungszentrum CERN in Genf, Schweiz, statt. Schulkinder in der Altersgruppe von 12 bis 17 Jahren waren eingeladen, einen Tag lang in die Welt der Wissenschaftler einzutauchen. Am Ende der Veranstaltung nahmen sie an einer gemeinsamen Videokonferenz teil, um ihre Erfahrungen auszutauschen und ihre Ergebnisse in einer praxisorientierten Sitzung zu diskutieren, so wie es internationale wissenschaftliche Kooperationen tun.

Diese neue Masterclass wurde vorgeschlagen, um das Programm der etablierten International Physics Masterclasses (IMC) zu erweitern, einer Bildungsinitiative und einem Vorzeigeprojekt der International Particle Physics Outreach Group (IPPOG). Das Programm richtet sich derzeit an ca. 15.000 Schulkinder auf der ganzen Welt mit rund 225 Instituten aus 55 Teilnehmerländern im Jahr 2018. Ziel der Pilot-Masterclass war es, das Interesse der Schülerinnen und Schüler am Thema Partikeltherapie auszuloten und Feedback von den Teilnehmenden zu erhalten, bevor sie das neue Paket dem IMC Steering Committee während des Frühjahrsmeetings der IPPOG im Mai bei FAIR und GSI vorstellen. Konkret wurde das Thema dieser neuen Masterclass gewählt, um den Nutzen der Grundlagenforschung für die Gesellschaft hervorzuheben, wobei der Schwerpunkt auf medizinischen Anwendungen und verwandten Fragestellungen liegt. Die Masterclass zur Partikeltherapie ermöglicht es den Teilnehmenden, die aktuellen Techniken der Forschung zur Behandlung von Krebstumoren mit Röntgenstrahlen, Protonen oder Kohlenstoffionen auf realistische Weise kennenzulernen. In dieser Masterclass wurde das vom DKFZ entwickelte professionelle Forschungssoftware-Toolkit matRad eingesetzt.

Die Alpha-Testphase des Programms wurde bei GSI im Februar 2019 durchgeführt, die Kommentare der Schülerinnen und Schüler wurden in der nächsten Version des Programms umgesetzt. Anschließend organisierten die beteiligten Institute nach dem Muster eines typischen Masterclass-Tages die lokalen Details der Veranstaltung mit den Schulen ihrer Region und erarbeiteten einen Plan für die Präsentation der Ergebnisse und Diskussionen während der gemeinsamen Videokonferenz am Ende der praktischen Sitzung. Jedes Institut passte das genaue Programm der Masterclass an die lokalen Bedürfnisse an, z.B. Sprache oder Programmdetails, um es für die Teilnehmer so attraktiv wie möglich zu gestalten. Kommentare der Teilnehmenden sowie von beobachteten Doktoranden und Wissenschaftlern wurden aufgenommen und werden beim Übergang des Projekts in die nächste Phase berücksichtigt.

Während der Diskussion der Ergebnisse auf der Videokonferenz waren die Begeisterung und das Interesse der Schülerinnen und Schüler sowie ihr Verständnis für die vorgestellten Themen offensichtlich. Die lokalen Organisatoren, die an der Vorbereitung und Durchführung der Veranstaltung in allen drei Instituten mitgewirkt haben, äußerten ihre Zufriedenheit, aber auch ihre Motivation und ihr Engagement, die Veranstaltung fortzusetzen. Die Teamarbeit unter den Kollegen aller drei Institute trägt dazu bei, den wissenschaftlichen Nachwuchs heranzuziehen, aber auch die Bindung der beteiligten Institute an das Projekt zu stärken.

Die erfolgreiche Pilotveranstaltung hat ein Fundament geschaffen, und bereits mehrere andere Institute haben ihr Interesse bekundet, sich dem Projekt anzuschließen. Neben seiner Wirkung im Rahmen der IMCs verfügt es über ein großes Potenzial, das erkundet und genutzt werden kann, um das Bewusstsein der Öffentlichkeit zu schärfen, Interesse zu wecken, die nächste Generation von Wissenschaftlern zu gewinnen, die Aus- und Weiterbildung in verwandten Bereichen zu fördern und den Nutzen der Wissenschaft und des internationalen Kooperationsgeistes für die Gesellschaft deutlich zu machen.

Es ist kein Zufall, dass die am Pilotprojekt Beteiligten sowohl führende Institute der Grundlagenforschung sind, als auch bekannt für wichtige Beiträge im Bereich der medizinischen Anwendungen. Bei GSI, wo für die Therapie mit Kohlenstoff-Ionen gegen Krebs in den 90er Jahren Pionierarbeit geleistet wurde, hatten die Teilnehmer die Möglichkeit, die medizinische Behandlungsanlage zu besuchen, in der ca. 450 Patienten erstmals behandelt wurden. In Heidelberg wirkte sich ein Besuch des nach den Forschungsergebnissen von GSI errichteten Ionenstrahl-Therapiezentrums HIT besonders aus, wo die Teilnehmenden an der beeindruckenden Gantry ein Gruppenfoto machten. Am CERN waren die Teilnehmer begeistert vom Besuch des Antiprotonen-Decelerators und lernten Antimaterie und deren Einsatz in PET-Scannern kennen. Sie wurden auch darüber informiert, dass das CERN die Heimat der Open-Source-Designstudie für Partikeltherapieanlagen (PIMMS) war, die die Grundlage für den Bau von zwei Therapiezentren in Europa wurde, CNAO in Italien und MedAustron in Österreich. Es war nur natürlich, ihre Frage "Was nun?" zu hören.

Insgesamt verlief die Veranstaltung sehr erfolgreich und wurde von den Schülerinen und Schülern, ihren Lehrkräften und den Familien sehr positiv beurteilt. (yf/cp)

Weitere Informationen:
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Aktuelles
news-3433 Mon, 20 May 2019 08:19:00 +0200 BVMW-Wirtschaftssenat besucht GSI und FAIR https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3433&cHash=dedea9a840afb8ed4a908c821b88d56f Im Mai besuchte der Wirtschaftssenat des Bundesverbands mittelständische Wirtschaft, Unternehmerverband Deutschlands e.V. (BVMW) den FAIR/GSI-Campus, um sich über die Forschung, das FAIR-Projekt und insbesondere auch die am Standort vorhandenen Technologien und Innovationen zu informieren. Die Gruppe wurde durch den ehemaligen ESA-Astronauten Dr. h.c. Thomas Reiter, ESA-Koordinator für internationale Agenturen, begleitet. Im Mai besuchte der Wirtschaftssenat des Bundesverbands mittelständische Wirtschaft, Unternehmerverband Deutschlands e.V. (BVMW) den FAIR/GSI-Campus, um sich über die Forschung, das FAIR-Projekt und insbesondere auch die am Standort vorhandenen Technologien und Innovationen zu informieren. Die Gruppe wurde durch den ehemaligen ESA-Astronauten Dr. h.c. Thomas Reiter, ESA-Koordinator für internationale Agenturen und ebenfalls Mitglied des Wirtschaftssenats, und Eric Morel de Westgaver, ESA-Direktor für Industrie, Beschaffungswesen und Rechtsdienste, begleitet.

Nach einer Begrüßung durch den Wissenschaftlichen Geschäftsführer von FAIR und GSI Professor Paolo Giubellino gaben Jörg Blaurock, Technischer Geschäftsführer von FAIR und GSI, und Dr. Ingo Peter, Leiter der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, einen Überblick über die bisherigen Forschungserfolge und die Planungen für die Zukunft an der internationalen Beschleunigeranlage FAIR sowie über die Technologiefelder, auf denen sowohl in der Forschung als auch in der Infrastruktur gearbeitet wird.

Im anschließenden Rundgang besuchten die Gäste die FAIR-Aussichtsplattform, um sich einen Überblick über den Fortschritt der Bauarbeiten zu verschaffen. In der Kryotechnologie erfuhren sie mehr über die supraleitenden Magnete, die für den Betrieb an FAIR auf minus 269°C abgekühlt werden müssen. Des Weiteren konnten sie den Hauptkontrollraum der Anlage, den Linearbeschleuniger UNILAC sowie den Experimentierspeicherring ESR in Augenschein nehmen. Am medizinischen Bestrahlungsplatz der Biophysik informierten sich die Teilnehmerinnen und Teilnehmer über die Tumortherapie mit Kohlenstoffionen. Ein Besuch am Großdetektor HADES und im besonders energieeffizienten Hochleistungsrechenzentrum Green IT Cube rundeten den Rundgang ab.

Während des folgenden Mittagessens konnten die Gäste über eine Hausmesse zum Thema „Meet the expert“ direkt in Verbindung mit den Technologieabteilungen von FAIR und GSI kommen. Vertreter von Technologietransfer, Biophysik, Materialforschung, Kryotechnologie, Elektronik, IT und Lasertechnik standen für Gespräche zur Verfügung, konnten Kontakte knüpfen und Zusammenarbeitsmöglichkeiten ausloten. Im Laufe des Nachmittags besuchte die Gruppe auch das Satellitenkontrollzentrum der ESA, ESOC in Darmstadt. Der Tag klang bei einem gemeinsamen Abendessen aus, bei dem Professor Marco Durante, Leiter der GSI-Biophysik, die Teilnehmerinnen und Teilnehmer in einem begleitenden Vortrag über die Wirkung von kosmischer Strahlung auf den Körper und die Tumortherapie mit Ionenstrahlen informierte.

Die Veranstaltung reiht sich ein in die langjährige und sehr erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen GSI/FAIR und ESA. GSI/FAIR unterstützen die ESA bei der Untersuchung kosmischer Strahlung. Mehr über die Auswirkungen von kosmischer Strahlung auf Menschen, Elektronik und Material zu erfahren, gehört zu den entscheidenden Fragestellungen der Zukunft in der astronautischen, aber auch der robotischen Raumfahrt.

Der BVMW ist eine Interessenvertretung der mittelständischen deutschen Industrie. Sein Ziel ist es, die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen zu stärken und damit die Zukunftsfähigkeit des deutschen Mittelstands zu sichern. Dem Wirtschaftssenat, in den man vom BVMW berufen werden kann, gehören rund 230 Unternehmerpersönlichkeiten an, die die Leistungen, die der Mittelstand für unser Land erbringt, repräsentieren. (cp)

Weitere Informationen:
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Aktuelles FAIR
news-3435 Fri, 17 May 2019 09:31:19 +0200 GET_INvolved-Stipendienprogramm mit Polen und Rumänien etabliert https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3435&cHash=9f23ffa155ed493b30d925c00ae87c54 Vier Universitäten in Polen und Rumänien sind jetzt Partner des GET_INvolved-Programms geworden und haben GSI/FAIR als „aufnehmende Organisation“ für Erasmus+ gelistet. Studierende, Doktorandinnen und Doktoranden sowie Postdocs dieser Universitäten können sich nun in einem vereinfachten Verfahren für Erasmus-Plus-Stipendien bewerben, die ihnen ein Praktikum oder einen Forschungsaufenthalt bei GSI und FAIR in Darmstadt ermöglichen. Vier Universitäten in Polen und Rumänien sind jetzt Partner des GET_INvolved-Programms geworden und haben GSI/FAIR als „aufnehmende Organisation“ für Erasmus+ gelistet. Studierende, Doktorandinnen und Doktoranden sowie Postdocs dieser Universitäten können sich nun in einem vereinfachten Verfahren für Erasmus-plus-Stipendien bewerben, die ihnen ein Praktikum oder einen Forschungsaufenthalt bei GSI und FAIR in Darmstadt ermöglichen.

Erasmus+ ist das Programm der Europäischen Union zur Förderung allgemeiner und beruflicher Bildung, Jugend und Sport in Europa. Erasmus+ unterstützt in den Partnerländern beispielsweise Bachelor- und Master-Studierende, die ein Praktikum im Ausland machen wollen, sowie Doktorandinnen und Doktoranden oder junge Postdocs bei einem ausländischen Forschungsaufenthalt.

Das GET_INvolved-Programm gibt Studierenden und Jungwissenschaftlerinnen und -wissenschaftlern aus dem Ausland die Möglichkeit, über Praktika und Forschungsaufenthalte am internationalen Projekt zum Bau des Teilchenbeschleunigers FAIR mitzuarbeiten und damit ihre wissenschaftliche und technische Ausbildung voranzubringen.

Bisher sind drei polnische und eine rumänische Universität GET_INvolved-Partner geworden und haben GSI/FAIR als “aufnehmende Organisation” für ihre Studierenden gelistet: in Polen die Warsaw University of Technology (WUT), die Wrocław University of Science and Technology (WUST) und die Białystok University of Technology (BUT), sowie in Rumänien die University of Bucharest. (mbe)

Weitere Informationen zu den Partneruniversitäten

Warsaw University of Technology

Wrocław University of Science and Technology

Białystok University of Technology

University of Bucharest

Weitere Informationen zu GET_INvolved

GET_INvolved-Programm Polen

GET_INvolved-Programm Rumänien

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Aktuelles FAIR
news-3425 Wed, 15 May 2019 09:09:00 +0200 Langjähriges Rätsel um Beta-Zerfall gelöst https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3425&cHash=955380eae5632572513731b323c17bf8 Einer internationalen Kollaboration unter Beteiligung der TU Darmstadt und des ExtreMe Matter Institute EMMI bei GSI ist es gelungen, ein 50 Jahre altes Rätsel zu lösen. Die Forscher erklären, warum Beta-Zerfälle von Atomkernen langsamer ablaufen, als man das aufgrund des Zerfalls eines freien Neutrons erwarten würde. Die Erkenntnisse, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Nature Physics, schließen eine Lücke im Verständnis des Beta-Zerfalls, der ein wichtiger Prozess in kernphysikalischen Anwendungen und Einer internationalen Kollaboration unter Beteiligung der TU Darmstadt und des ExtreMe Matter Institute EMMI bei GSI ist es gelungen, ein 50 Jahre altes Rätsel zu lösen. Die Forscher erklären, warum Beta-Zerfälle von Atomkernen langsamer ablaufen, als man das aufgrund des Zerfalls eines freien Neutrons erwarten würde. Die Erkenntnisse, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Nature Physics, schließen eine Lücke im Verständnis des Beta-Zerfalls, der ein wichtiger Prozess in kernphysikalischen Anwendungen und bei der Synthese schwerer Elemente in Sternen ist.

Der Beta-Zerfall ist der häufigste Zerfallskanal von Atomkernen: Ein Neutron im Kern wird in ein Proton umgewandelt (oder umgekehrt), wodurch ein anderes Element mit Protonenzahl plus (oder minus) eins entsteht. Auf diese Weise trägt der Beta-Zerfall zur Bildung neuer Elemente im Universum bei. Als Zusammenspiel der starken Kernkraft, die Neutronen und Protonen im Atomkern zusammenhält, und der schwachen Wechselwirkung liefern Beta-Zerfälle außerdem wesentliche Hinweise auf Physik, die über das Standardmodell hinausgeht, und sind seit dem frühen 20. Jahrhundert das Thema konzentrierter Untersuchungen.

Ein Rätsel hat bisher jedoch den Untersuchungen der Physiker widerstanden: Die Beta-Zerfälle von im Atomkern gebundenen Neutronen laufen deutlich langsamer ab als dies aufgrund der Zerfallszeiten von freien Neutronen zu erwarten wäre. In der Vergangenheit wurde diese systematische Abweichung durch die Implementierung einer Konstante, genannt „Quenching“, berücksichtigt. Dabei handelt es sich um eine Hilfskonstruktion, um die beobachteten Beta-Zerfallsraten der Neutronen innerhalb und außerhalb des Kerns überein zu bringen. So konnten die theoretischen Modelle mit den experimentellen Messungen sehr gut in Einklang gebracht werden.

„Lange hat uns ein grundlegendes Verständnis des Beta-Zerfalls von Atomkernen gefehlt“, erklärt EMMI-Professor Achim Schwenk von der TU Darmstadt, der Teil der Kollaboration ist. „Wir konnten nun in komplexen mikroskopischen Rechnungen erstmals zeigen, dass starke Korrelationen im Atomkern sowie die starke Wechselwirkung mit einem anderen Neutron oder Proton den Beta-Zerfall im Atomkern verlangsamen. Genau diese Wechselwirkungseffekte werden in effektiven Feldtheorien der starken und schwachen Wechselwirkung vorhergesagt.“

Um dies zu zeigen, berechneten die Theoretiker systematisch die Beta-Zerfälle einer Vielzahl leichter und mittelschwerer Kerne, vom einem Kern mit drei Nukleonen bis zu Zinn-100 mit 50 Protonen und 50 Neutronen. Der Beta-Zerfall von Zinn-100 wurde im Jahr 2012 erstmals bei GSI gemessen. Die Ergebnisse der Kollaboration stimmen sehr gut mit experimentellen Daten überein und zeigen, dass der Quenching-Faktor nach Berücksichtigung der starken und schwachen Wechselwirkungseffekte nicht mehr benötigt wird.

Die Fortschritte, um von der Berechnung der schwachen Wechselwirkung mit einzelnen Neutronen und Protonen zu großen Atomkernen zu gelangen, wurden sowohl von theoretischen Entwicklungen zur effektiven Feldtheorie, also auch durch enorme Fortschritte in der Vielteilchentheorie und durch leistungsstarke Berechnungskapazitäten von Supercomputern ermöglicht.

Neben einem besseren Verständnis von Beta-Zerfällen für die Synthese schwerer Elemente in Supernovae und Neutronensternverschmelzungen erhoffen sich die Forscher auch neue Einsichten zu doppelten Beta-Zerfällen, insbesondere zum neutrinolosen doppelten Beta-Zerfall, bei dem ein analoges Quenching-Rätsel die Wissenschaft beschäftigt. (cp)

Weitere Informationen:
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Aktuelles
news-3431 Mon, 13 May 2019 11:04:32 +0200 „Outstanding Referee“: Auszeichnung für Professor Hans Feldmeier https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3431&cHash=bf6145ca01925c72d24a8d6ec7810af2 Professor Hans Feldmeier von der GSI-Forschungsabteilung Theorie ist von der American Physical Society (APS) zum „Outstanding Referee“ ernannt worden. Die Auszeichnung auf Lebenszeit wird seit 2008 jedes Jahr an Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in Anerkennung ihrer Arbeit als ehrenamtliche Gutachter verliehen. Die Ernennung als „Outstanding Referee“ würdigt herausragende Leistungen bei der Bewertung von Manuskripten, die bei den von der APS herausgegebenen Journalen eingereicht wurden. Professor Hans Feldmeier von der GSI-Forschungsabteilung Theorie ist von der American Physical Society (APS) zum „Outstanding Referee“ ernannt worden. Die Auszeichnung auf Lebenszeit wird seit 2008 jedes Jahr an Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in Anerkennung ihrer Arbeit als ehrenamtliche Gutachter verliehen. Die Ernennung als „Outstanding Referee“ würdigt herausragende Leistungen bei der Bewertung von Manuskripten, die bei den von der APS herausgegebenen Journalen eingereicht wurden.

Ehrenamtliche Gutachter prüfen Manuskripte für eine Veröffentlichung in den APS-Journalen, tragen dazu bei, die Standards der Zeitschriften auf hohem Niveau zu halten und helfen oft auch Autoren, Qualität und Lesbarkeit ihrer Artikel zu verbessern. In diesem Jahr hat die APS aus einem Pool von rund 71.000 aktiven Gutachtern 143 „Outstanding Referees“ ausgewählt. Die Preisträger kommen aus 29 verschiedenen Ländern, unter anderem aus den USA, Großbritannien, Kanada, Frankreich und Deutschland. Ausschlaggebend für die Auszeichnung als „Outstanding Referee“ sind Qualität, Anzahl und Termintreue der Berichte eines Gutachters. Zu diesem herausragenden Kreis gehört auch Professor Hans Feldmeier.

Professor Hans Feldmeier hat in Darmstadt Physik studiert und 1974 an der TH Darmstadt, heute Technische Universität (TU) Darmstadt, promoviert. Anschließend ging er als Postdoc an das Oak Ridge National Lab im US-Bundesstaat Tennessee und kehrte später an die TH Darmstadt zurück, an der er sich 1981 im Bereich Theoretische Physik habilitierte. Als Heisenberg-Fellow war er zunächst zwei Jahre am Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg, danach kam er zur GSI. Hans Feldmeier übernahm eine außerplanmäßige Professur an der TU Darmstadt und wurde führender Wissenschaftler bei GSI. Von 2009 bis 2013 war er Leiter der GSI-Theorieabteilung, der er auch heute noch angehört. Seine Forschungsschwerpunkte liegen unter anderem auf theoretischer Kernphysik, Kernstruktur und nuklearer Astrophysik. (BP)

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Aktuelles
news-3428 Thu, 09 May 2019 09:00:00 +0200 Bundestagsabgeordnete informieren sich über GSI und FAIR https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3428&cHash=7f339c3cb7eb53f1b7da5a6b5fcb323a Im Mittelpunkt des Besuchs der beiden SPD-Bundestagsabgeordneten René Röspel und Dr. Jens Zimmermann bei GSI und FAIR standen die Fortschritte des FAIR-Bauprojekts und die aktuellen wissenschaftlichen Aktivitäten auf dem Campus. Empfangen wurden die Politiker von Jörg Blaurock, Technischer Geschäftsführer von GSI und FAIR, sowie von Professor Thomas Stöhlker, stellvertretender Forschungsdirektor von GSI und FAIR, und Dr. Ingo Peter, Leiter der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit. Im Mittelpunkt des Besuchs der beiden SPD-Bundestagsabgeordneten René Röspel und Dr. Jens Zimmermann bei GSI und FAIR standen die Fortschritte des FAIR-Bauprojekts und die aktuellen wissenschaftlichen Aktivitäten auf dem Campus. Empfangen wurden die Politiker von Jörg Blaurock, Technischer Geschäftsführer von GSI und FAIR, sowie von Professor Thomas Stöhlker, stellvertretender Forschungsdirektor von GSI und FAIR, und Dr. Ingo Peter, Leiter der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit.

René Röspel ist Abgeordneter aus dem Wahlkreis Hagen – Ennepe-Ruhrkreis I und Mitglied im Bundestagsausschuss für Bildung, Forschung und Technikfolgenabschätzung, außerdem Mitglied des Senats der Helmholtz-Gemeinschaft. Dr. Jens Zimmermann stammt aus dem Bundestagswahlkreis Odenwald und ist Mitglied im Finanzausschuss und im Ausschuss Digitale Agenda des Bundestags. Begleitet wurden die beiden Bundespolitiker von Anne Marquardt, Darmstädter SPD-Stadtverordnete und Büroleiterin von Jens Zimmermann.

Nach einer einführenden Präsentation und Gelegenheit zur Diskussion konnten die Besucher bei einer Rundfahrt über das Baufeld den großen Fortschritt auf der Mega-Baustelle FAIR aus nächster Nähe besichtigen, vom ersten fertiggestellten Rohbauabschnitt für den großen Ringbeschleuniger SIS100 bis zur Baugrube für das zentrale Kreuzungsbauwerk. Informationen gab es auch über die FAIR-Projektorganisation und die Baustellenlogistik.

Anschließend erhielten die Politiker bei einem geführten Rundgang Einblicke in die bestehenden Forschungseinrichtungen auf dem GSI- und FAIR-Campus. Hierbei wurde der ebenfalls deutliche Fortschritt bei den Komponenten der FAIR-Beschleunigermaschine und den Experimenten vorgestellt. Besucht wurde unter anderem der Teststand für supraleitende Beschleunigermagneten, wo vor allem Hightech-Komponenten für FAIR geprüft werden, sowie der Experimentier-Speicherring ESR. Auch der Behandlungsplatz für die Tumortherapie mit Kohlenstoffionen und der Hades-Experimentierplatz gehörten zu den Stationen des Besuchs. (BP)

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Aktuelles
news-3423 Sun, 05 May 2019 15:01:00 +0200 Neuauflage für etablierte internationale FAIR-Schule: Bewerbungsphase läuft https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3423&cHash=5d288483ef98632399442b245bcbd54d Die optimale Förderung und Unterstützung wissenschaftlicher Spitzen-Nachwuchskräfte ist eine der entscheidenden Aufgaben für Forschungseinrichtungen wie GSI und FAIR. Ein wichtiges Instrument, um dieses Ziel zu erreichen, ist die internationale FAIR-Schule. Sie wendet sich gezielt an junge Doktorandinnen und Doktoranden und soll ihnen ermöglichen, sich einen Überblick über das gesamte FAIR-Wissenschaftsprogramm zu verschaffen. Die optimale Förderung und Unterstützung wissenschaftlicher Spitzen-Nachwuchskräfte ist eine der entscheidenden Aufgaben für Forschungseinrichtungen wie GSI und FAIR. Ein wichtiges Instrument, um dieses Ziel zu erreichen, ist die internationale FAIR-Schule. Sie wendet sich gezielt an junge Doktorandinnen und Doktoranden und soll ihnen ermöglichen, sich einen Überblick über das gesamte FAIR-Wissenschaftsprogramm zu verschaffen. In diesem Sommer wird die etablierte FAIR-Schule in ihrer sechsten Auflage durchgeführt und ist derzeit offen für Bewerbungen.

Die internationale FAIR-Schule findet vom 8. bis 13. September 2019 in Castiglione della Pescaia in Italien statt. Sie wird alle wissenschaftlichen Säulen von FAIR abdecken (APPA, CBM, NUSTAR, PANDA), sowie den Beschleuniger-Komplex und das Computing. Wie in den Vorjahren wird die FAIR-Schule das erfolgreiche Format mit Vorträgen internationaler FAIR-Experten am Vormittag und Workshops am Nachmittag beibehalten, in denen die Teilnehmerinnen und Teilnehmer Probleme lösen und Projekte angehen. Das Angebot ermöglicht es jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, am internationalen Austausch mit ihren Kommilitoninnen und Kommilitonen aus den FAIR-Partnerländern teilzunehmen.

Die bei der Veranstaltung diskutierten Themen decken das gesamte Spektrum der FAIR-relevanten Physik ab und umfassen Bereiche aus Atomphysik, Plasmaphysik, Schwerionenphysik, Hadronenphysik, Beschleunigerphysik, Kernstrukturphysik und Hochleistungsrechnen. Somit wird sichergestellt, dass die Teilnehmerinnen und Teilnehmer auch die Möglichkeit haben, das Gesamtbild zu sehen, so dass auch Projekte, die ähnlich aufgestellt sind wie FAIR, etwa NICA und der RHIC Beam Energy Scan, skizziert werden.

Die Schule wird gemeinsam vom Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS) – hier insbesondere der Frankfurt International Graduate School for Science (FIGSS) – und dem FAIR Russia Research Centre (FRRC) organisiert. Beide Institute sind in der FAIR-Community sehr renommiert. (BP)

Weitere Informationen

Mehr zur FAIR-Schule und zur Bewerbungsfrist gibt es hier

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Aktuelles FAIR
news-3421 Tue, 30 Apr 2019 16:00:00 +0200 Internationale Expertengruppe präsentiert Abschlussbericht zum FAIR-Projekt https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3421&cHash=459fd9797b73feda61f52cdd2da068e0 Die Gesellschafter der FAIR GmbH hatten im Jahr 2015 die erneute Begutachtung des Projekts für das Frühjahr 2019 beschlossen. Das internationale Expertengremium hat nun den Gesellschaftern der FAIR GmbH seinen Abschlussbericht vorgestellt. Neben wissenschaftlichen und technischen Aspekten haben die Experten auch die derzeit absehbaren Mehrkostensteigerungen des Projekts sowie zeitliche Verzögerungen und zu erbringende In-kind-Leistungen der internationalen Partner und weitere Risiken in den Blick genommen. Die Gesellschafter der FAIR GmbH hatten im Jahr 2015 die erneute Begutachtung des Projekts für das Frühjahr 2019 beschlossen. Das internationale Expertengremium hat nun den Gesellschaftern der FAIR GmbH seinen Abschlussbericht vorgestellt. Neben wissenschaftlichen und technischen Aspekten haben die Experten auch die derzeit absehbaren Mehrkostensteigerungen des Projekts sowie zeitliche Verzögerungen und zu erbringende In-kind-Leistungen der internationalen Partner und weitere Risiken in den Blick genommen.

Die Leitung des externen, hochrangig besetzten Expertenteams lag bei dem britischen Physiker Lyndon Evans, der ein Experte für Teilchenbeschleuniger ist und als Projektleiter für die Realisierung des großen Teilchenbeschleunigers LHC am Europäischen Kernforschungszentrum CERN verantwortlich war. Das Gremium war zusammengesetzt aus Beschleuniger-Fachleuten, Wissenschaftlern und Bauprojektmanagern, die seit November 2018 in sorgfältiger, detailreicher Arbeit, auch in fachbezogenen Teil-Arbeitsgruppen, das Projekt begutachteten.

In dem Bericht des Expertengremiums wurde das weltweit herausragende wissenschaftliche Programm von FAIR bestätigt. Die Expertengruppe hat das FAIR-Projekt auch auf Jahrzehnte hinaus als Top-Projekt für die Wissenschaft beurteilt, mit erstklassigen Möglichkeiten und einem herausragenden Potenzial für wegweisende Entdeckungen.

Der Bericht bescheinigt dem Projekt und dem Campus leistungsfähige und effiziente Organisationsstrukturen und ‑prozesse, die die Geschäftsführung in den letzten Jahren aufgebaut und umgesetzt hat. Inhalt des Berichtes sind auch Aussagen zu Mehrkosten, die auf Ausarbeitungen der Geschäftsführung basieren. Hiernach liegen die Kostenschätzungen um insgesamt rund 850 Mio. € über der Planung von 2015. Mit 550 Mio. € entfällt ein großer Teil der Mehrkosten auf den Bau, wobei die Gutachter in der aktuell guten Baukonjunktur einen der Kostentreiber sehen. Für die Beschleunigerkomponenten hat eine Arbeitsgruppe des FAIR Council einen Mehrbedarf von 215 Mio. € identifiziert. Bis zum Jahr 2025 werden weitere 85 Mio. € für Personal- und Verwaltungskosten der FAIR GmbH benötigt. Zusätzlich beschlossen die Experten, dass es ratsam wäre, für die gesamten Errichtungskosten mindestens 10% Reserve für Unvorhergesehenes vorzusehen. Die Experten sehen außerdem die Möglichkeit, dass erste wissenschaftlich herausragende Experimente an der neuen FAIR-Anlage vor Ende des Jahres 2025 durchgeführt werden können.

Die Gesellschafter haben den Wunsch geäußert, eine politische Entscheidung auf den Weg zu bringen. Die Gesellschafter in den neun Partnerstaaten sind nun aufgefordert, mit ihren Regierungen über die weiteren Schritte in der Realisierung des FAIR-Projekts zu entscheiden. (red)

Mehr Informationen

Abschlussbericht der internationalen Expertengruppe (nur auf Englisch)

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Aktuelles FAIR
news-3419 Thu, 25 Apr 2019 09:30:00 +0200 Wichtige Etappe: Rohbau für den ersten Tunnelabschnitt des FAIR-Ringbeschleunigers steht https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3419&cHash=e8ef8d6e1da7c6cfe492dfb245d59007 Ein weiterer Meilenstein für das FAIR-Beschleunigerzentrum, eines der derzeit größten Bauvorhaben für die Forschung, ist erreicht. Das erste Tunnelsegment des zentralen Ringbeschleunigers SIS100 ist als Rohbau fertiggestellt. Aus diesem Anlass gab es nun eine gemeinsame Begehung der Geschäftsführung von GSI und FAIR mit einem Team von verantwortlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern im Baustellenbereich des SIS100. Ein weiterer Meilenstein für das FAIR-Beschleunigerzentrum, eines der derzeit größten Bauvorhaben für die Forschung, ist erreicht. Das erste Tunnelsegment des zentralen Ringbeschleunigers SIS100 ist als Rohbau fertiggestellt. Aus diesem Anlass gab es nun eine gemeinsame Begehung der Geschäftsführung von GSI und FAIR mit einem Team von verantwortlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern im Baustellenbereich des SIS100.

Dabei konnte die Gruppe, zu der Vertreterinnen und Vertreter des Projektleitungsteams, des Wissenschaftlich-Technischen Rats und des Betriebsrats gehörten, bis auf die Bodensohle in 18 Meter Tiefe hinabsteigen und den fertigen, rund 25 Meter langen Rohbauabschnitt mit den parallel nebeneinander verlaufenden Bereichen des Beschleuniger- und Versorgungstunnels aus nächster Nähe in Augenschein nehmen. Mit der Vollendung der tragenden Teile, der Wände und der Deckenkonstruktion markiert die Rohbaufertigstellung dieses ersten Tunnelabschnitts eine wichtige Etappe in der Timeline des gesamten FAIR-Projekts.

Die Geschäftsführung mit dem Wissenschaftlichen Geschäftsführer Professor Paolo Giubellino, der Administrativen Geschäftsführerin Ursula Weyrich und dem Technischen Geschäftsführer Jörg Blaurock unterstrich bei der Begehung die Bedeutung des konstruktiven Zusammenwirkens aller Beteiligten. „Dank des Engagements und der Leistung unserer Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter stehen wir heute im ersten Tunnelabschnitt des FAIR-Beschleunigers SIS100“, sagte Jörg Blaurock. „Unser großes gemeinsames Ziel ist die Realisierung von FAIR. Ohne den täglichen Einsatz im Team wäre es nicht möglich, ein solches Megaprojekt zu organisieren und zu verwirklichen.“

Auch an zahlreichen weiteren Stellen auf der Großbaustelle ist zu erkennen, wie das FAIR-Projekt in der Realisierung stetig vorankommt: Die gute Entwicklung setzt sich beispielsweise in den nächsten Tunnelsegmenten des rund 1100 Meter umfassenden Beschleunigerrings fort. Dort laufen bereits die Betongießarbeiten für Bodenplatten, Wände und Decken, in weiteren Abschnitten entstehen Verschalungen und Bewehrungen für das Tunnelbauwerk. Deutlich fortgeschritten sind zudem die Arbeiten für das Kreuzungsbauwerk, ein weiteres entscheidendes Gebäude für FAIR, das den zentralen Knotenpunkt für die hochkomplexen Strahlführungen beherbergen wird. Wichtige bauliche Weichen werden auch für die Experimentierplätze von FAIR gestellt, so nimmt etwa die Baugrube für das CBM-Experiment umfassende Konturen an. (LW / BP)

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Aktuelles FAIR
news-3415 Wed, 24 Apr 2019 10:09:00 +0200 STRONG-2020: neues EU-Projekt für die Untersuchung der Starken Wechselwirkung https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3415&cHash=c5b27d85ad36e4d9d4312a7014231f4e Das EU-Projekt STRONG-2020, an dem sowohl GSI als auch FAIR beteiligt sind, wurde von der EU-Kommission genehmigt und soll im Sommer 2019 starten. Mit STRONG-2020 soll der Zugang zu den wichtigen, großen Forschungsinfrastrukturen in Europa gefördert werden, um die Eigenschaften von stark wechselwirkender Materie unter extremen Bedingungen zu studieren und die erzielten technischen Fortschritte in der Durchführung von Experimenten auf neue Anwendungen zu übertragen. Offene Fragen in Bezug auf die... Das EU-Projekt STRONG-2020, an dem sowohl GSI als auch FAIR beteiligt sind, wurde von der EU-Kommission genehmigt und soll im Sommer 2019 starten. Mit STRONG-2020 soll der Zugang zu den wichtigen, großen Forschungsinfrastrukturen in Europa gefördert werden, um die Eigenschaften von stark wechselwirkender Materie unter extremen Bedingungen zu studieren und die erzielten technischen Fortschritte in der Durchführung von Experimenten auf neue Anwendungen zu übertragen. Offene Fragen in Bezug auf die Starke Wechselwirkung sollen auf theoretischer und experimenteller Ebene geklärt werden. Insgesamt fließen zehn Millionen Euro in das Projekt und in die 44 beteiligten Institutionen. GSI wird einen Teil der eingeworbenen Mittel dafür verwenden, um es mehr externen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zu ermöglichen, Experimente bei GSI im Rahmen von FAIR-Phase 0 durchzuführen.

Die theoretische und experimentelle Untersuchung der Starken Wechselwirkung, ein Eckpfeiler des Standardmodels der Teilchenphysik,  ist Ziel der Forschungsarbeiten  von über 2500 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern  in Europa. Die Liste von offenen Fragen an der Grenze unseres derzeitigen Wissens in diesem Bereich ist lang und enthält die vollständige Entschlüsselung der dreidimensionalen Struktur des Protons, die Spektroskopie von Hadronen und ihren exotischen Zuständen, die Eigenschaften von heißem, dichtem Quark-Gluon-Plasma und die Präzisionsstudie des Standardmodels. Diese Forschungsthemen werden experimentell vor allem durch Teilchenkollisionen bei geringen (GeV-Bereich) und hohen (bis zu 14 TeV) Energien untersucht. Diese Experimente erfordern nicht nur eine eine kontinuierliche Weiterentwicklung von Detektoren, Daten-Aufnahmesystemen, Strahl und Targets sondern auch  der zugrundeliegenden Theorie.

STRONG-2020, eine European Integrating Activity for Advanced Communities, wurde vor Kurzem von der EU-Kommission innerhalb des „Horizon-2020 – Forschungs- und Innovations-Rahmenprogramms“ genehmigt und soll sich mit den offenen Fragen bei der Untersuchung der Starken Wechselwirkung auf theoretischer und experimenteller Ebene befassen. Hierbei baut es auf die bisherigen Projekte der Hadronenphysik HP, HP2 und HP3 im Rahmenprogramm von FP6 und FP7 auf und geht darüber hinaus.

STRONG-2020, das von der NuPECC (Nuclear Physics European Collaboration Committee) ausdrücklich befürwortet wird, vereinigt vieleführende europäische  Forschungsgruppen und -Infrastrukturen, die an der aktuellsten Forschung zur Starken Wechselwirkung beteiligt sind. Das Projekt stellt Mittel für einen transnationalen Zugang zu sechs erstklassigen Forschungsinfrastrukturen in Europa bereit, die sich gegenseitig durch die verschiedenen Teilchenstrahl-Eigenschaften ergänzen (COSY, MAMI, LNF-INFN, ELSA, GSI, CERN) und virtuellen Zugang zu Open-Source Codes und Automatisierungs-/Simulations-Tools bieten. STRONG-2020 fördert die Synergien zwischen Theoretikern und Experimentalisten, indem dieses Projekt  die Aktivitäten des Europäischen Zentrums für Theoretische Studien in Kernphysik und verwandten Bereichen (ECT*, Trento) unterstützt.

Das STRONG-2020-Konsortium besteht aus 44  Institutionen, unter ihnen GSI und FAIR, aus 14 EU-Mitgliedsstaaten, einem EU-Beitrittskandidaten (Montenegro) und einer internationalen EU-Interessensgemeinschaft (CERN). Gemeinsam mit Gastgeber-Institutionen aus 21 weiteren Ländern, die sich ohne EU-Zuschüsse an den Aktivitäten beteiligen, findet die STRONG-2020-Forschung in 36 Ländern statt. Das Projekt ist unterteilt in 32 Arbeitspakete: Projektmanagement und -koordination, Verbreitung und Kommunikation, sieben transnationale Zugangsaktivitäten, zwei virtuelle Zugangsaktivitäten, sieben Netzwerk-Aktivitäten und 14 gemeinsame Forschungsaktivitäten.

Die Ergebnisse von STRONG-2020 werden einen entscheidenden Einfluss auf die Untersuchungen der Starken Wechselwirkung und des Standardmodels haben. Das Projekt wird außerdem zur Grundlagenforschung in der Physik über das Standardmodel hinaus beitragen und andere Bereiche wie Astrophysik und die Theorie der eng gekoppelten komplexen Systeme in kondensierter Materie beeinflussen. Die Werkzeuge und Methoden für diese hochmodernen Experimente innerhalb von STRONG-2020 werden die europäische Forschungsinfrastruktur und damit auch deren Wettbewerbsfähigkeit verbessern. Die entwickelten Technologien werden auch in Medizin (Diagnose-Werkzeuge, Krebstherapie) und Industrie (Zeilenkameras, 3D-Magnettechnologie) Anwendungen finden und könnten zu Fortschritten in der Informatik und dem Maschinellen Lernen führen.

Durch STRONG-2020 wird die Ausbildung von Studierenden und Postdoktoranden gefördert,, wodurch qualifiziertes Personal für den Arbeitsmarkt ausgebildet wird. Die Aktivitäten werden durch Outreach-Aktivitäten auf neuestem Stand der Wissenschaftskommunikation begleitet. (LW)

 

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Aktuelles FAIR
news-3417 Thu, 18 Apr 2019 09:19:04 +0200 Rektor der Universität Heidelberg besucht FAIR und GSI https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3417&cHash=db49103d498926404aa187657b98b934 Der Leiter der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Rektor Professor Bernhard Eitel, nutzte einen Besuch bei FAIR und GSI dazu, sich einen Einblick in die laufenden Bauarbeiten von FAIR und die bestehenden Beschleunigeranlagen und Experimente von GSI zu verschaffen. Er wurde begleitet von Professor Hans-Christian Schultz-Coulon, dem Dekan der Fakultät für Physik und Astronomie. Der Leiter der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Rektor Professor Bernhard Eitel, nutzte einen Besuch bei FAIR und GSI dazu, sich einen Einblick in die laufenden Bauarbeiten von FAIR und die bestehenden Beschleunigeranlagen und Experimente von GSI zu verschaffen. Er wurde begleitet von Professor Hans-Christian Schultz-Coulon, dem Dekan der Fakultät für Physik und Astronomie.

Nach der Begrüßung begleitete Professor Paolo Giubellino, der Wissenschaftlichen Geschäftsführer von FAIR und GSI, die beiden Gäste auf eine Rundfahrt über die FAIR-Baustelle, bei der insbesondere der Fortschritt bei den Tunnelbauarbeiten für den FAIR-Ringbeschleuniger SIS100 und für das Experiment für komprimierte Kernmaterie CBM im Mittelpunkt standen.

In einem anschließenden Rundgang durch die Bestandsanlage erläuterte Professor Norbert Herrmann, der an der Uni Heidelberg lehrt und Sprecher der CBM-Kollaboration ist, den Großdetektor HADES und den vorbereitenden Aufbau miniCBM bei GSI. Professorin Silvia Masciocchi, ebenfalls Uni Heidelberg und Leiterin der Forschungsabteilung ALICE bei GSI, gab einen Einblick in die aktuellen Aufgaben des am europäischen Forschungszentrum CERN in Genf, Schweiz, stehenden Messaufbaus, an dem GSI maßgeblich beteiligt ist. Die Professoren Yury Litvinov, Uni Heidelberg, und Thomas Stöhlker, stellvertretender Forschungsdirektor von FAIR/GSI, stellten die Speicherringe ESR und CRYRING sowie die Experimente in der Atomphysik vor. Professorin Christina Trautmann, Leiterin der Forschungsabteilung Materialforschung, sowie Dr. Ulrich Weber und Dr. Walter Tinganelli, Gruppenleiter innerhalb der Forschungsabteilung Biophysik, informierten die Gäste über die Bestrebungen der beiden Disziplinen.

Nach dem Rundgang kamen Rektor und Dekan noch einmal zu einer gemeinsamen Diskussionsrunde mit der Geschäftsführung und den Forschergruppen zusammen, um weitere Kooperationsmöglichkeiten auszuloten. GSI/FAIR und die Universität Heidelberg sind seit der Gründung von GSI vor 50 Jahren in ihrer Forschungsarbeit verbunden und arbeiten über diverse Projekte und gemeinsame Professuren/Abteilungsleitungen eng zusammen. (cp)

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Aktuelles
news-3413 Mon, 15 Apr 2019 10:13:11 +0200 Stern-Gerlach-Medaille: Renommierte Auszeichnung für Peter Braun-Munzinger und Johanna Stachel https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3413&cHash=52a1c3d6ee4df393019b387c76c4b314 Professor Peter Braun-Munzinger, wissenschaftlicher Direktor des ExtreMe Matter Instituts EMMI am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, hat die renommierte Stern-Gerlach-Medaille der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) erhalten. Gemeinsam mit Peter Braun-Munzinger ist auch Professorin Johanna Stachel von der Universität Heidelberg ausgezeichnet worden. Professor Peter Braun-Munzinger, wissenschaftlicher Direktor des ExtreMe Matter Instituts EMMI am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, hat die renommierte Stern-Gerlach-Medaille der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) erhalten. Gemeinsam mit Peter Braun-Munzinger ist auch Professorin Johanna Stachel von der Universität Heidelberg ausgezeichnet worden. Die beiden Forscher erhalten den Preis für ihre heraus­ragenden Beiträge zum Bau und Betrieb zentraler Detektoren des ALICE Experiments am CERN Large Hadron Collider sowie zur Interpretation von Schwerionen­kollisionen und zum Verständnis der Phasen­struktur von Materie unter extremen Bedingungen. Verliehen wurde die Auszeichnung bei der DPG-Jahrestagung in Rostock.

Der 72 Jahre alte Kernphysiker Peter Braun-Munzinger, der sich vor allem mit ultrarelativistischen Schwerionenstößen und dem dabei erzeugten Quark-Gluon-Plasma befasst, leitete von 1996 bis 2011 die ALICE-Abteilung bei GSI und war in dieser Zeit auch als Professor an der TU Darmstadt tätig.  GSI hat von Beginn an eine führende Rolle bei Bau und wissenschaftlichem Programm von ALICE gespielt, einem der größten Experimente am europäischen Kernforschungszentrum CERN. Hauptziel von ALICE ist es, einen Materiezustand, der bis Sekundenbruchteile nach dem Urknall existierte, das „Quark-Gluon Plasma“, zu erforschen.

Professor Peter Braun-Munzinger studierte Physik an der Universität Heidelberg, wo er mit summa cum laude promovierte. Als Doktorand war er Stipendiat der Studienstiftung des Deutschen Volkes, danach folgte die Zeit als Post-Doktorand am Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg. Ab 1976 war Braun-Munzinger an der State University of New York at Stony Brook, 1982 wurde er dort Full Professor. Nach seiner Rückkehr nach Deutschland war er 1998 bis 2010 Projektleiter der „Time Projection Chamber“ von ALICE am CERN, von 2011 bis 2016 Vorsitzender des Collaboration Boards von ALICE und von 2011 bis 2014 Helmholtz-Professor bei GSI. Seit Oktober 2014 ist er Honorarprofessor an der Universität Heidelberg.

Von 1984 bis 1987 und erneut von 2000 bis 2002 war Braun-Munzinger außerdem Mitherausgeber von Physical Review Letters, einer der ältesten und angesehensten Fachzeitschriften in der Physik, die von der American Physical Society herausgegeben wird. Das wissenschaftliche Werk von Peter Braun-Munzinger wurde mit zahlreichen Auszeichnungen gewürdigt: Unter anderem wurde er 1994 Fellow der American Physical Society, 2011 Mitglied der Academia Europaea. Im Jahr 2014 erhielt er den Lise-Meitner-Preis. Nun kam die Verleihung der Stern-Gerlach-Medaille hinzu.

Auch die 64 Jahre alte Professorin Johanna Stachel, die jetzt als erste Frau die Stern-Gerlach-Medaille erhielt, ist über ALICE mit GSI verbunden. Die Kern- und Teilchenphysikerin, die an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz Chemie und Physik studiert und mit summa cum laude promoviert hat, konzentriert sich bei ihrer Forschung auf das Verständnis der Kollisionen von Atomkernen mit ultra-relativistischen Energien.  Johanna Stachel lehrt an der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg. Im Forschungszentrum CERN in Genf erforscht sie in Experimenten mit dem Teilchenbeschleuniger Large Hadron Collider das „Quark-Gluon-Plasma“und leitet das „Transition Radiation Detector“-Projekt bei ALICE; zudem ist sie Sprecherin des BMBF-Forschungsschwerpunkts ALICE. Von 2012 bis 2014 war sie Präsidentin der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. Auch Johanna Stachels Wirken wurde bereits mit zahlreichen Auszeichnungen gewürdigt, unter anderem ist sie Mitglied der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina und hat das Bundesverdienstkreuz am Bande sowie den Lise-Meitner-Preis erhalten.

Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR und bis 2016 Sprecher des ALICE-Experiments, zeigte sich sehr erfreut über die aktuelle Auszeichnung für Braun-Munzinger und Stachel: „Sie haben beide außerordentliche Beiträge zur Physik der Schwerionen-Kollisionen geleistet. Ich bin sehr froh, dass Professor Peter Braun-Munzinger als wissenschaftlicher Direktor des ExtreMe Matter Instituts EMMI seine große Kompetenz bei GSI einbringt und Grundlegendes dazu beiträgt, neue Aspekte extremer Materie zu entdecken und zu verstehen. Auch für das wissenschaftliche Programm des künftigen Beschleunigerzentrums FAIR haben die wissenschaftlichen Arbeiten herausragende Bedeutung.“

Die Stern-Gerlach-Medaille ist die höchste Auszeichnung der DPG für herausragende Leistungen auf dem Gebiet der experimentellen Physik. Sie wird jährlich verliehen. Der Preis besteht aus einer handgeschriebenen Urkunde aus Pergament und einer goldenen Medaille mit den Porträts der beiden Physiker Otto Stern und Walther Gerlach, nach denen auch der Stern-Gerlach-Versuch benannt ist, ein grundlegendes Experiment in der Physik. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3411 Fri, 12 Apr 2019 11:08:23 +0200 Hightech für FAIR: GSI und CERN testen gemeinsam Komponenten https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3411&cHash=9e1782c49bb5663a1592984fdcc1ebd3 Mit dem Fokus auf der Produktion hochwertigster Gerätschaften arbeiten die Europäische Organisation für Kernforschung CERN in der Schweiz und das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt bei der Prüfung von Beschleunigermagneten eng zusammen. Dafür haben sie eine Kooperationsvereinbarung abgeschlossen, in deren Rahmen nun der Testbetrieb aufgenommen wurde. Der erste Magnet ist an das CERN geliefert und wird detaillierte Qualitätstests durchlaufen. Mit dem Fokus auf der Produktion hochwertigster Gerätschaften arbeiten die Europäische Organisation für Kernforschung CERN in der Schweiz und das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt bei der Prüfung von Beschleunigermagneten eng zusammen. Dafür haben sie eine Kooperationsvereinbarung abgeschlossen, in deren Rahmen nun der Testbetrieb aufgenommen wurde. Der erste Magnet ist an das CERN geliefert und wird detaillierte Qualitätstests durchlaufen, sowohl für die Betriebsparameter als auch für die Magnetfeldqualität. Der Magnet ist der erste einer Serie („First-of-Series“) für die künftige Beschleunigeranlage FAIR, die derzeit bei GSI entsteht.

Die Zusammenarbeit zwischen CERN und GSI sieht vor, dass die Magnete – jeder hat ein Gewicht von mehr als 50 Tonnen – getestet und für den Betrieb qualifiziert werden, bevor sie im supraleitenden Fragmentseparator (Super-FRS), einem wichtigen Teil der FAIR-Anlage, eingesetzt werden. Denn nicht nur eine präzise Produktion der Hightech-Komponenten für FAIR ist entscheidend. Ebenso präzise müssen auch Prüfung und Qualitätssicherung der einzelnen Teile und Magnete sein.

Im Rahmen der Kooperation haben die Partner eine Testanlage mit drei Magnettestständen am CERN errichtet, wo nun die ersten Tests starten. Zunächst wird die Anlage intensive Dauertests der sogenannten Multipletts, supraleitende Magneteinheiten mit Korrekturlinsen, ermöglichen. Außerdem wird geprüft, ob sich die Magnete im Betrieb einwandfrei gemäß der hohen Qualitätsstandards verhalten. Die jeweils bis zu sieben Meter langen Multipletts dienen später im Super-FRS von FAIR der Strahlfokussierung, um einen hochpräzisen Teilchenstrahl zu erreichen.

Der Super-FRS des künftigen Beschleunigerzentrums FAIR ist ein wichtiger Baustein der Gesamtanlage mit großem Entdeckungspotenzial für die Wissenschaft: In diesem Teil des Beschleunigerkomplexes geht es um Experimente zur Kernstruktur extrem seltener exotischer Kerne. Dafür werden Ionen der schwersten Elemente zunächst auf ein Ziel (Target) geschossen und durch den Aufprall zertrümmert. Unter den so entstandenen Fragmenten sind auch exotische Kerne, die am Super-FRS aussortiert und für weitere Experimente zur Verfügung gestellt werden. Dabei können mit dem neuen Separator Kerne bis hin zu Uran bei relativistischen Energien produziert, isotopenrein separiert und untersucht werden. Da dieser gesamte Vorgang nur wenige Hundert Nanosekunden dauert, ermöglicht der Super-FRS den Zugang zu sehr kurzlebigen Kernen.

Die Multipletts, die im italienischen La Spezia hergestellt wurden, sind ebenso wie das anschließende Testverfahren ein wichtiger Sachbeitrag (In-kind) von GSI zum FAIR-Projekt. GSI ist der deutsche Gesellschafter in der internationalen FAIR GmbH. Alle supraleitenden Magnete, die für den Super-FRS benötigt werden, sollen in wechselnder Abfolge in der neuen Testanlage am CERN geprüft werden. Dies beinhaltet sowohl die insgesamt 32 Multiplett-Einheiten, als auch 24 supraleitende Dipolmagnete, die für die Umlenkung des Teilchenstrahls benötigt werden. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3409 Thu, 11 Apr 2019 09:36:38 +0200 Masterclass 2019 – Schülerinnen und Schüler auf Teilchenjagd https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3409&cHash=c3fcd3c3217f0b8ddf8c82e57b7f4af3 Im April 2019 fand zum neunten Mal die International Masterclass bei FAIR und GSI statt. 17 Oberstufenschülerinnen und -schüler waren eingeladen, für einen Tag zu Wissenschaftlern zu werden und Messdaten des ALICE-Experiments am Beschleuniger LHC des CERN in Genf zu analysieren. GSI hat von Anfang an eine führende Rolle beim Bau und beim wissenschaftlichen Programm von ALICE gespielt. Im April 2019 fand zum neunten Mal die International Masterclass bei FAIR und GSI statt. 17 Oberstufenschülerinnen und -schüler waren eingeladen, für einen Tag zu Wissenschaftlern zu werden und Messdaten des ALICE-Experiments am Beschleuniger LHC des CERN in Genf zu analysieren. GSI hat von Anfang an eine führende Rolle beim Bau und beim wissenschaftlichen Programm von ALICE gespielt.

Die Jugendlichen waren aufgerufen, Daten des ALICE-Experiments auszuwerten und zu interpretieren. Unter fachgerechter Anleitung von Wissenschaftlern analysierten sie eigenhändig aktuelle Daten, die in Proton-Proton-Kollisionen und in Kollisionen von Blei-Atomkernen aufgenommen wurden. Bei den Blei-Kollisionen entsteht für sehr kurze Zeit ein sogenanntes Quark-Gluon-Plasma – ein Materiezustand, der im Universum kurz nach dem Urknall vorhanden war. Dieses Plasma wandelt sich in Bruchteilen von Sekunden wieder in normale Materie um. Die dabei produzierten Teilchen geben Aufschluss über die Eigenschaften des Quark-Gluon-Plasmas.

Zwei Einführungsvorträge über das Quark-Gluon-Plasma, gehalten von Masterclass-Organisator Dr. Ralf Averbeck, und die Untersuchung von Schwerionenkollisionen am ALICE-Experiment, gehalten von Michael Habib, stimmten die Schüler auf die Auswertung ein. Sie besuchten außerdem das Großexperiment HADES, eines der laufenden Experimente an der GSI-Beschleunigeranlage, das auch ein Teil des zukünftigen FAIR-Beschleunigers werden wird. Danach starteten sie mit der Datenanalyse.

Grundidee des Programms ist, dass die Schüler weitgehend selbst wie Forscher arbeiten. Dazu gehört auch eine Videokonferenz zum Abschluss des Tages. In einer Konferenzschaltung mit Schülergruppen aus der Universitäten Frankfurt und Münster sowie dem CERN präsentierten und diskutierten die Jugendlichen ihre Messergebnisse.

Dieses Jahr nehmen 225 Universitäten und Forschungsinstitute in 55 Ländern an den International Masterclasses teil. Veranstalter ist die International Particle Physics Outreach Group (IPPOG). Alle Veranstaltungen in Deutschland finden in Zusammenarbeit mit dem Netzwerk Teilchenwelt statt, zu dem auch GSI gehört. Ziel des bundesweiten Netzwerks zur Vermittlung von Teilchenphysik an Jugendliche und Lehrkräfte ist es, die Teilchenphysik einer breiteren Öffentlichkeit zugänglich zu machen.

ALICE ist eines der vier großen internationalen Experimente, die am Large Hadron Collider (LHC) aufgebaut sind. Es ist das Experiment am LHC, das speziell auf die Untersuchung von Stößen zwischen schweren Atomkernen bei sehr hohen Energien ausgelegt ist. Wissenschaftler des GSI und deutscher Universitäten waren von Anbeginn an der Entwicklung neuer Messinstrumente und am wissenschaftlichen Programm von ALICE beteiligt. Das GSI-Rechenzentrum ist ein fester Bestandteil des Computernetzwerks für die Datenauswertung des ALICE-Experiments. (cp)

Weitere Informationen:
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Aktuelles FAIR
news-3405 Thu, 04 Apr 2019 14:00:00 +0200 Bundestagsabgeordneter Norbert Altenkamp zu Besuch bei FAIR und GSI https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3405&cHash=c102298122b54c07d5fe561756256735 Der Bundestagsabgeordnete Norbert Altenkamp war zu Besuch bei GSI und FAIR. Der CDU-Politiker aus dem Main-Taunus-Kreis ist unter anderem Mitglied im Bundestagsausschuss für Bildung, Forschung und Technikfolgenabschätzung. Wichtige Themen bei seinem Besuch am Donnerstag, den 28. März 2019, waren die Fortschritte des FAIR-Projekts und die aktuellen wissenschaftlichen Aktivitäten auf dem Campus. Der Bundestagsabgeordnete Norbert Altenkamp war zu Besuch bei GSI und FAIR. Der CDU-Politiker aus dem Main-Taunus-Kreis ist unter anderem Mitglied im Bundestagsausschuss für Bildung, Forschung und Technikfolgenabschätzung. Wichtige Themen bei seinem Besuch am Donnerstag, den 28. März 2019, waren die Fortschritte des FAIR-Projekts und die aktuellen wissenschaftlichen Aktivitäten auf dem Campus. Empfangen wurde er von Professor Paolo Giubellino, dem Wissenschaftlichen Geschäftsführer, der Administrativen Geschäftsführerin Ursula Weyrich und dem Technischen Geschäftsführer Jörg Blaurock sowie Ingo Peter, dem Leiter der Öffentlichkeitsarbeit.

Der Bundespolitiker und frühere Bürgermeister der Stadt Bad Soden am Taunus konnte den Fortschritt auf der Mega-Baustelle FAIR bei einer Rundfahrt über das Baufeld aus nächster Nähe besichtigen, von den immer weiter fortschreitenden Rohbauarbeiten für den zentralen Ringbeschleuniger SIS100 bis zur Baugrube von CBM, einem der künftigen Groß-Experimentierplätze. Anschließend konnte Norbert Altenkamp bei einem geführten Rundgang Einblicke in die bestehenden Forschungseinrichtungen auf dem GSI- und FAIR-Campus erhalten. Er besuchte unter anderem den Teststand für supraleitende Beschleunigermagneten und den Hades-Experimentierplatz. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3401 Tue, 02 Apr 2019 10:00:00 +0200 Tschechische Republik tritt FAIR als „Aspirant Partner“ bei https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3401&cHash=8fe47bb190b92cb6bfb3295daf6e082c Es ist ein bedeutender Moment für das FAIR-Projekt: Ein neuer Partner kommt an Bord. Das internationale Beschleunigerlabor FAIR begrüßt die Tschechische Republik als neuen Partnerstaat. Die Tschechische Republik tritt FAIR als „Aspirant Partner“ bei, einer neuen Form der Beteiligung, die der FAIR Council, die Gesellschafterversammlung der FAIR GmbH, 2017 ins Leben gerufen hat, um neuen Ländern, die daran interessiert sind, Teil von FAIR zu werden, einen schrittweisen Weg zur Mitgliedschaft zu ermöglichen. Es ist ein bedeutender Moment für das FAIR-Projekt: Ein neuer Partner kommt an Bord. Das internationale Beschleunigerlabor FAIR begrüßt die Tschechische Republik als neuen Partnerstaat. Die Tschechische Republik tritt FAIR als „Aspirant Partner“ bei, einer neuen Form der Beteiligung, die der FAIR Council, die Gesellschafterversammlung der FAIR GmbH, 2017 ins Leben gerufen hat, um neuen Ländern, die daran interessiert sind, Teil von FAIR zu werden, einen schrittweisen Weg zur Mitgliedschaft zu ermöglichen. Der FAIR Council hatte im Dezember 2018 beschlossen, die Tschechische Republik als ersten „Aspirant Partner“ von FAIR anzuerkennen. Eine entsprechende Vereinbarung wurde nun zwischen der FAIR GmbH und dem Kernphysik-Institut (NPI) der Tschechischen Akademie der Wissenschaften geschlossen und mit einer Feierstunde auf dem GSI- und FAIR-Campus in Darmstadt gewürdigt.

Der Vertrag wurde von den Geschäftsführern von GSI und FAIR, Professor Paolo Giubellino, Ursula Weyrich und Jörg Blaurock, sowie von Dr. Petr Lukáš, Direktor des NPI, unterzeichnet. Das NPI ist vom Tschechischen Ministerium für Bildung, Jugend und Sport beauftragt, die Tschechische Republik bei FAIR zu vertreten und die auf FAIR bezogene Arbeit der tschechischen Wissenschaftscommunity zu koordinieren. Die Partnerschaft ist ein erster Schritt zu einer vollständigen Mitgliedschaft.

„Ich bin außerordentlich erfreut, dass wir die Tschechische Republik herzlich als unseren neuen Partnerstaat willkommen heißen können. Die Partnerschaft kann auf eine langjährig bestehende, sehr gute Zusammenarbeit von tschechischen Forschungseinrichtungen und GSI/FAIR aufbauen.  Forscherinnen und Forscher aus der Tschechischen Republik leisten schon heute hervorragende Beiträge in einer Vielzahl von wissenschaftlichen und technischen Bereichen bei GSI und FAIR“, sagte Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer bei GSI und FAIR.

Tschechische Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sind beispielsweise beim Großdetektor HADES beteiligt, in der nuklearen Astrophysik sowie bei Entwicklungen und Forschungen für das CBM- und das PANDA-Experiment. Sie sind in allen vier FAIR-Forschungssäulen aktiv und wollen auch zum Bau von Komponenten für die FAIR-Beschleuniger beitragen. Das Engagement der tschechischen Wissenschaftscommunity bei FAIR wächst dabei rasch: Im Jahr 2016 arbeiteten 37 Wissenschaftler aus vier wissenschaftlichen Einrichtungen in der Tschechischen Republik an Themen mit Bezug zum FAIR-Projekt, in diesem Jahr werden es mehr als 60 aus sechs verschiedenen Einrichtungen sein.

„Es ist für uns eine große Freude, Partner von FAIR mit seinen weltweit einmaligen Forschungsmöglichkeiten zu werden. Die neue Vereinbarung ebnet den Weg für eine starke langfristige Zusammenarbeit der tschechischen Forschungsgemeinschaft und FAIR. Die Mitgliedschaft wird die Beziehungen unserer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zu GSI und FAIR weiter intensivieren und weitere Möglichkeiten schaffen für eine noch fruchtbarere Zusammenarbeit unter anderem in den Bereichen Forschung, Ausbildungen und Innovation“, sagte NPI-Direktor Dr. Petr Lukáš.

Die Partner unterstrichen bei der Unterzeichnung der Vereinbarung außerdem ihren Wunsch, den Austausch wissenschaftlicher Erkenntnisse zwischen der tschechischen und den anderen europäischen Wissenschaftscommunitys zu stärken und betonten den außerordentlich hohen Stellenwert der Forschung, die künftig an FAIR betrieben werden kann.

Außerdem zeigt die neue Kooperation einmal mehr die Attraktivität des FAIR-Experimentierprogramms und das Vertrauen der internationalen Wissenschaftscommunity in das FAIR-Projekt. Die jetzige Vertragsunterzeichnung hat große Strahlkraft, um andere Länder ebenfalls anzuregen, sich am FAIR-Projekt mit seiner großen wissenschaftlichen und technischen Bedeutung zu beteiligen. (BP)

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Presse Aktuelles FAIR
news-3403 Fri, 29 Mar 2019 10:38:00 +0100 Rekord beim Girls’Day 2019: Über 50 Mädchen erkunden Forschung und Technik bei FAIR und GSI https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3403&cHash=bcacdfc6e133097991c55653f362cdca Insgesamt 57 Schülerinnen aus den Klassenstufen 5 bis 9 hatten am Donnerstag, dem 28. März 2019, die Gelegenheit, die Arbeit bei FAIR und GSI kennenzulernen. Die Mädchen nutzten den bundesweiten Girls’Day, um einen Einblick in die vielfältigen Tätigkeiten in einer internationalen Forschungseinrichtung zu erhalten, vor allem in Berufe, in denen Frauen bisher eher selten vertreten sind. Damit brachen die Organisatoren den bisherigen Rekord an Teilnehmerinnen. Insgesamt 57 Schülerinnen aus den Klassenstufen 5 bis 9 hatten am Donnerstag, dem 28. März 2019, die Gelegenheit, die Arbeit am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und an der im Bau befindlichen Beschleunigeranlage FAIR in Darmstadt kennenzulernen. Die Mädchen nutzten den bundesweiten Girls’Day, um einen Einblick in die vielfältigen Tätigkeiten in einer internationalen Forschungseinrichtung zu erhalten, vor allem in Berufe, in denen Frauen bisher eher selten vertreten sind. Damit brachen die Organisatoren den bisherigen Rekord an Teilnehmerinnen.

Zu Beginn des Girls’Day wurden die Teilnehmerinnen von Dorothee Sommer, Leiterin der Personalabteilung, begrüßt. „Wir streben in allen Bereichen unserer Arbeit die Gleichstellung an“, erklärte Sommer. „Gleichberechtigung fängt im Kindesalter an, wo frühzeitig Stereotype aufgebrochen werden können und sollten. Wir möchten die Mädchen gerne für Forschung und Technik begeistern und sie motivieren, eine Berufswahl in diesem Gebiet in Betracht zu ziehen. Wir würden uns freuen, wenn einige von ihnen nach Ausbildung oder Studium wieder als Arbeitnehmerinnen zu uns zurückfinden.“

Nach einem gemeinsamen Rundgang durch die Beschleunigeranlagen und Experimente konnten die Schülerinnen im Anschluss in Forschungsabteilungen, Werkstätten und Technologielaboren ganz praktische Erfahrungen in unterschiedlichen technischen und wissenschaftlichen Arbeitsgebieten sammeln. Zahlreiche Abteilungen hatten sich mit einem speziellen Programm auf den Besuch der Mädchen vorbereitet und kümmerten sich intensiv um die jungen Besucherinnen. So durften die Schülerinnen beispielsweise selbst in der Werkstatt mit metallischen Werkstoffen arbeiten, Elektronik löten oder Materialproben, sogenannte Targets, für die Bestrahlung am Beschleuniger herstellen. Eine Gruppe besuchte auch das Baufeld, auf dem aktuell die weltweit einzigartige Beschleunigeranlage FAIR entsteht.

Am Ende blickten die Mädchen auf einen spannenden Tag zurück und konnten sich zudem über viele praktische Ergebnisse freuen, die sie in einer großen Plenumsrunde noch einmal präsentierten. „Wir haben ein Temperaturmessgerät selbst zusammengebaut. Es zeigt die Temperatur in Grad Celsius und in Kelvin an“, stellte eine Teilnehmerin ihr Projekt vor. „Hier im Raum sind es gerade 25 Grad Celsius, das sind 298 Kelvin.“ Andere Teams hatten Buttons aus Metall hergestellt, mit flüssigem Stickstoff Magnete schweben lassen, Fahrräder auf ihre vollständige Sicherheitsausstattung überprüft oder elektronische Bauteile selbst zusammengebaut und verlötet. Eine weitere Gruppe untersuchte die Eigenschaften von LEDs, eine andere stellte Proben aus Gips her und durchleuchtete sie mit Röntgenstrahlen.

„Wir können auf begeisterte Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern zurückgreifen, die den Forschungsbetrieb leben und lieben. Diesen Enthusiasmus geben sie am Girls’Day auch an die Mädchen weiter“, sagte Organisatorin Carola Pomplun, selbst Physikerin, aus der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit. „Die Nachfrage nach Plätzen bei uns ist sehr hoch. Dank der großen Unterstützung der Kolleginnen und Kollegen konnten wir dieses Jahr so viele Mädchen aufnehmen, wie noch nie zuvor. Unser Ziel ist es, sie zu einer Karriere in Technik und Naturwissenschaft zu inspirieren.“

Der Girls’Day ist ein bundesweiter Aktionstag. Unternehmen, Hochschulen und andere Einrichtungen in ganz Deutschland öffnen an diesem Tag ihre Türen für Schülerinnen ab der 5. Klasse. Die Mädchen lernen dort Ausbildungsberufe und Studiengänge in IT, Handwerk, Naturwissenschaften und Technik kennen, in denen Frauen bisher eher selten tätig sind. (cp)

Weitere Informationen:
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Presse Aktuelles
news-3407 Fri, 29 Mar 2019 10:00:00 +0100 GET_INvolved-Abkommen mit indischer Universität unterzeichnet https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3407&cHash=999cfb4101e8f37536f3ae8e56066a89 Studentinnen und junge Wissenschaftlerinnen der Mody-Universität für Wissenschaft und Technologie (Mody University of Science and Technology, MUST) in Lakshmangarh, Rajasthan, Indien, können sich bald auf ein Stipendium für ein Praktikum, ein wissenschaftliches Training oder einen Forschungsaufenthalt bei GSI und FAIR in Darmstadt bewerben. Das entsprechende Abkommen zwischen GSI und MUST – einer Universität nur für Frauen – wurde jetzt von Repräsentanten beider Einrichtungen unterzeichnet. Studentinnen und junge Wissenschaftlerinnen der Mody-Universität für Wissenschaft und Technologie (Mody University of Science and Technology, MUST) in Lakshmangarh, Rajasthan, Indien, können sich bald auf ein Stipendium für ein Praktikum, ein wissenschaftliches Training oder einen Forschungsaufenthalt bei GSI und FAIR in Darmstadt bewerben. Das entsprechende Abkommen zwischen GSI und MUST – einer Universität nur für Frauen – wurde jetzt von Repräsentanten beider Einrichtungen unterzeichnet.

Seit 2011 absolvierten bereits eine Reihe von MUST-Studentinnen Ausbildungs- und Forschungsaufenthalte beim GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und bei FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) in Darmstadt.

Das neue GET_INvolved-Abkommen markiert nun den Start eines speziellen Ausbildungsprogramms für Studentinnen und Forscherinnen der MUST. Das Programm wird bis zu vier Studentinnen und Nachwuchswissenschaftlerinnen pro Jahr unterstützen. Sie werden in wissenschaftlichen Projekten arbeiten, die meist mit der neuen Forschungsanlage FAIR in Zusammenhang stehen, die derzeit in Darmstadt entsteht.

MUST ist dem Grundsatz der Exzellenz verpflichtet. Die Universität wurde 2004 gegründet mit dem Ziel, Frauen Wissen und Fähigkeiten zu vermitteln für Berufe, in denen sie mit modernen Technologien umgehen und Managementaufgaben übernehmen. Gleichzeitig ist die Universität bestrebt, ihnen Sensibilität in sozialen Fragen und ein gutes Umweltbewusstsein zu vermitteln, damit sie sich persönlich weiterentwickeln und zu einer besseren Gesellschaft beitragen können. MUST war die erste Institution, die im Rahmen eines Pilotprojekts des damals neuen GET_INvolved-Programms Studentinnen zu GSI und FAIR entsandt hatten.

Professor Paolo Giubellino, wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR, sagte: „FAIR wird der nächsten Wissenschaftsgeneration in der ganzen Welt und besonders Indien, dem drittgrößten Anteilseigner von FAIR, spannende Forschungsmöglichkeiten eröffnen. Wir sind sehr froh, dass wir mit MUST einen Kollaborationspartner gewinnen konnten, der speziell junge, talentierte Frauen ausbildet und fördert und damit zur Entwicklung der Gleichstellung von Frauen und Männern in unserem Forschungsbereich beiträgt.“

Professor R.K. Shivpuri, Direktor für internationale Beziehungen an der MUST, sagte: „Die MUST ist sehr stolz, Teil des GET_INvolved-Programms zu werden. Wir freuen uns, an den speziellen Ausbildungs- und Forschungsaktivitäten von GSI und FAIR teilzuhaben. Studentinnen der Ingenieurwissenschaften der MUST haben nun einmal mehr die Gelegenheit, an einer international erstklassigen Forschungseinrichtung mit Spitzentechnologien zu arbeiten und früh in ihrem Werdegang eine projektorientierte Denkweise zu erlernen. Wir hoffen, dass dies zu unserem Ziel beitragen wird, die Karriere junger Frauen in Forschung und angewandter Wissenschaft zu fördern.“ (mbe)

Weitere Informationen:

Mehr zu GET_INvolved (auf Englisch)

Mehr zu MUST (auf Englisch)

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Aktuelles FAIR
news-3399 Mon, 25 Mar 2019 11:00:00 +0100 Erforschung kosmischer Strahlung: ESA und FAIR richten gemeinsame Summer School ein https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3399&cHash=48c2f075ae5fb42c5416459006a1047a Es ist ein neues hochkarätiges Angebot für internationale Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler und zugleich ein weiterer wichtiger Schritt für die kosmische Strahlenforschung: Gemeinsam werden die Europäische Weltraumorganisation ESA und das internationale Beschleunigerzentrum FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research GmbH), das derzeit beim GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt entsteht, eine Summer School für Strahlenforschung einrichten. Es ist ein neues hochkarätiges Angebot für internationale Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler und zugleich ein weiterer wichtiger Schritt für die kosmische Strahlenforschung: Gemeinsam werden die Europäische Weltraumorganisation ESA und das internationale Beschleunigerzentrum FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research GmbH), das derzeit beim GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt entsteht, eine Summer School für Strahlenforschung einrichten. Die „ESA-FAIR Radiation Summer School“ wurde nun auf Beschluss der beiden Einrichtungen ins Leben gerufen.

Mehr über die Auswirkungen hochenergetischer Strahlung auf den Menschen zu erfahren, gehört zu den entscheidenden Fragestellungen der Zukunft in der astronautischen Raumfahrt. Die genauere Erforschung ist eine der zentralen Aufgaben zum effektiven Schutz von Astronauten, trägt aber auch zu detaillierteren Erkenntnissen über Risiken von Strahlenbelastungen auf der Erde bei. Vor gut einem Jahr hatten ESA und FAIR eine enge Zusammenarbeit beschlossen und eine Kooperationsvereinbarung zur Erforschung kosmischer Strahlung unterzeichnet. Von dieser internationalen Kooperation können junge Forscher nun ganz besonders profitieren: Die neue Summer School ist ein direktes Ergebnis der damals vereinbarten gemeinsamen Aktivitäten der beiden Partner.

Für Studierende gibt es im Bereich der kosmischen Strahlenforschung bisher nur begrenzte Möglichkeiten, Erfahrungen zu sammeln und zu lernen. Dies soll sich nun ändern. Die „ESA-FAIR Radiation Summer School“ will die besten internationalen Nachwuchswissenschaftler mit einem attraktiven Angebot anziehen und damit auch Darmstadts Profil als Weltraumforschungsstandort schärfen. Die Summer School wird sowohl auf dem Gelände des ESA-Satellitenkontrollzentrums ESOC als auch auf dem GSI- und FAIR-Campus abgehalten, um Studierende in der grundlegenden Schwerionen-Biophysik sowohl für terrestrische Anwendungen (beispielsweise medizinische Therapien) als auch für Weltraumanwendungen (beispielsweise Erkennung, Überwachung und Schutz von Weltraumstrahlung) auszubilden.

Jährlich im Spätsommer können 15 Doktorandinnen und Doktoranden sowie Post-Docs aus verschiedenen naturwissenschaftlichen Disziplinen mit Bezug zur Strahlenforschung – etwa Physik, Medizin oder Biologie – nach Darmstadt kommen. Jeweils im Frühjahr startet die Bewerbungsphase. Das Angebot wendet sich vorwiegend an junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus den ESA-Mitgliedsstaaten, aber auch darüber hinaus. Das wissenschaftlich hochkarätige Programm der Summer School beinhaltet unter anderem Vorträge von Experten, Besichtigungen von Einrichtungen in Darmstadt und praktische Schulungen und Forschungsmöglichkeiten bei GSI/FAIR. Dabei wechseln die Teilnehmenden zwischen den beiden Standorten ESOC und GSI/FAIR-Campus. Bei der praktischen Ausbildung haben die Studierenden auch die Möglichkeit, ihre Experimentideen unter Nutzung der Strahlzeit an den GSI-Beschleunigern im Rahmen des „FAIR-Phase 0“-Expermentierprogramms weiterzuentwickeln.

Die bestehende Beschleunigeranlage von GSI ist bereits die einzige in Europa, mit der alle in unserem Sonnensystem auftretenden Ionenstrahlen – vom Wasserstoff, dem leichtesten, bis zum Uran, dem schwersten – hergestellt werden können. Am künftigen Beschleunigerzentrum FAIR werden die Möglichkeiten erheblich erweitert: FAIR wird Experimente mit einem noch größeren Spektrum an Teilchenenergien und -intensitäten erlauben und die Zusammensetzung der kosmischen Strahlung so genau simulieren können wie keine andere Beschleunigeranlage.

Professor Marco Durante, Direktor der Abteilung Biophysik des GSI, freut sich auf die neue Schule: "Strahlung ist die Haupthürde für die menschliche Besiedelung des Sonnensystems. Wir müssen die jungen Studierenden ausbilden, um dieses Problem anzugehen. Die Abteilung Biophysik arbeitet seit vielen Jahren mit der ESA zusammen, um kosmische Strahlung mit unserem Beschleuniger auf der Erde zu simulieren und die Auswirkungen und mögliche Gegenmaßnahmen, beispielsweise Abschirmungen, zu untersuchen. Die Studierenden werden ein enormes Fachwissen in der Teilchenstrahlungsphysik und -biologie erwerben. Sie werden die zukünftigen führenden Köpfe auf diesem Gebiet sein und hoffentlich Strategien finden, um eine noch sicherere Erforschung des Weltraums zu ermöglichen."

Auch Thomas Reiter, ESA-Koordinator internationale Agenturen, erwartet, dass die Forschung zum Thema kosmische Strahlung profitiert und betont: „Die Summer School hebt gleichzeitig das Engagement der ESA hervor, die Ausbildung in den Disziplinen Naturwissenschaften, Technik, Ingenieurwesen und Mathematik zu fördern und Fachwissen zu generieren, das für die Aktivitäten der astronautischen Raumfahrt relevant ist. Die ESA-FAIR Radiation Summer School wird weltweit einzigartig sein und große Aufmerksamkeit in der internationalen Forschungsgemeinschaft erzeugen.“ (BP)

Mehr Informationen

Website zur ESA-FAIR Radiation Summer School

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Presse Aktuelles FAIR
news-3397 Tue, 19 Mar 2019 10:54:06 +0100 Stipendienprogramm: GET_INvolved-Abkommen mit Technischer Universität Suranari geschlossen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3397&cHash=10f54295bbf63ef6dcd335ea87701045 Studierende und junge Forschende der Technischen Universität Suranari (SUT) in Thailand können bald an einem GET_INvolved-Programm teilnehmen, das Stipendien für Praktika und Forschungsaufenthalte bei GSI und FAIR vergibt. Vertreter von GSI und SUT unterzeichneten jetzt das entsprechende bilaterale Abkommen. Studierende und junge Forschende der Technischen Universität Suranari (SUT) in Thailand können bald an einem GET_INvolved-Programm teilnehmen, das Stipendien für Praktika und Forschungsaufenthalte bei GSI und FAIR vergibt. Vertreter von GSI und SUT unterzeichneten jetzt das entsprechende bilaterale Abkommen.

Mit der Förderung der Mobilität von Studierenden sowie Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftlern soll das Programm die Zusammenarbeit zwischen den Partnern GSI und SUT in Forschung und Entwicklung für das FAIR-Projekt unterstützen sowie die Forschungsgruppen stärken, die bereits jetzt im Rahmen des FAIR-Projekts kollaborieren.

Unter dem Dach des GET_INvolved-Programms werden die Praktikantinnen und Praktikanten und Jungwissenschaftlerinnen und Jungwissenschaftler in solchen technischen oder wissenschaftlichen Projekten der Forschungsbereiche von GSI und FAIR arbeiten, die sich inhaltlich mit Themen der SUT überschneiden.

Bewerben können sich alle Studierenden und Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der SUT, die in das “Higher Education”-Programm der Universität eingeschrieben sind oder in einem Graduiertenprogramm („Ph.D. programme“). Ein Praktikum wird gewöhnlich sechs Monate dauern, ein Forschungsaufenthalt innerhalb einer Doktorarbeit ein Jahr.

Die SUT wurde 1990 gegründet als erste öffentliche, autonome Universität Thailands, die ihre jährlichen Finanzmittel aus der öffentlichen Hand bezieht und selbst verwaltet. Heute besuchen mehr als 15.000 Studierende die SUT, die in sieben Institute gegliedert ist: Naturwissenschaften, Ingenieurwissenschaften, Medizin, Pflegewissenschaften, Agrartechnik, Sozialtechnik und Zahnmedizin. Wegen ihrer ausgezeichneten Reputation in Forschung und Lehre verlieh der Thailändische Staat 2010 der SUT den Titel einer Nationalen Forschungsuniversität. Der Thailändische “Research Fund” vergab 2008 der “School of Physics” der SUT das Prädikat “Exzellent”. (mbe)

Weitere Informationen:

Mehr zu GET_INvolved (auf Englisch)

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Aktuelles FAIR
news-3393 Tue, 12 Mar 2019 09:30:00 +0100 Die Elemententstehung im Universum untersuchen – Langsame Ionenstrahlen am GSI-Experimentierspeicherring https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3393&cHash=b15ee56ed058ebcf3e30813a059d10e0 Chemische Elemente entstehen im Weltall, unter anderem in Sternenexplosion oder an der Oberfläche von Neutronensternen. Ein wichtiger Prozess zur Elementerzeugung ist der Einfang von Wasserstoff-Kernen (Protonen), der ein Element des Periodensystems in ein anderes umwandelt. Er findet bei extremen Temperaturen, jedoch bei relativ geringen Energien der beteiligten Teilchen statt. Einem internationalen Forscherteam ist es gelungen, den Protoneneinfang am GSI-Experimentierspeicherring genauer zu untersuchen. Chemische Elemente entstehen im Weltall, unter anderem in Sternenexplosion oder an der Oberfläche von Neutronensternen. Ein wichtiger Prozess zur Elementerzeugung ist der Einfang von Wasserstoff-Kernen (Protonen), der ein Element des Periodensystems in ein anderes umwandelt. Er findet bei extremen Temperaturen, jedoch bei relativ geringen Energien der beteiligten Teilchen statt. Einem internationalen Forscherteam ist es nun gelungen, den Protoneneinfang am Experimentierspeicherring des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung zu untersuchen. Ziel war es, die Wahrscheinlichkeit genauer zu bestimmen, mit der ein Protoneneinfang in astrophysikalischen Szenarien stattfinden kann. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht.

Im Experiment brachten die Forscherinnen und Forscher das Edelgas Xenon zuerst mithilfe der GSI-Beschleuniger auf hohe Geschwindigkeiten, um die komplette Elektronenhülle der Atome abzustreifen. Die übrig gebliebenen Atomkerne wurden anschließend in den Experimentierspeicherring ESR eingespeist und abgebremst. Die Xenon-Kerne wurden dann an einer im Ring eingebauten Materialprobe, dem sogenannten Gas-Target, mit Wasserstoffkernen zur Wechselwirkung gebracht. Dabei kam es zu Reaktionen, in denen Xenon-Kerne ein Proton einfingen und sich in das schwerere Cäsium umwandelten – ein Vorgang, wie er auch in astrophysikalischen Szenarien erwartet wird.

Die Forscherinnen und Forscher sind bei der Untersuchung solcher Phänomene insbesondere mit zwei Herausforderungen konfrontiert, wie Dr. Jan Glorius aus der GSI-Forschungsabteilung Atomphysik erläutert: „Das Energieinterval, in dem die Reaktionen am wahrscheinlichsten unter astrophysikalischen Bedingungen auftreten, nennt man das Gamow-Fenster. Die Atomkerne innerhalb des Gamow-Fensters haben relativ geringe Energien von nur wenigen Megaelektronenvolt oder weniger. In anderen Worten: Sie sind eher langsam und damit in der benötigten Intensität schwer zu handhaben. Des Weiteren fällt der Wirkungsquerschnitt, also die Wahrscheinlichkeit für eine Interaktion der beiden beteiligten Partner, sehr stark mit der Energie ab. Es war bisher kaum möglich, geeignete Bedingungen für solche Reaktionen im Labor herzustellen. Dies sind die zwei Hauptgründe dafür, dass experimentelle Daten auf diesem Gebiet, insbesondere von schweren Kernen, sehr rar sind.“

„Für ein solches Experiment ist eine leistungsstarke Beschleunigeranlage wie die Kette aus Linearbeschleuniger UNILAC und Ringbeschleuniger SIS bei GSI nötig, um den schweren Reaktionspartner überhaupt als Teilchenstrahl zur Verfügung stellen zu können. Im Anschluss daran muss sich ein geeigneter Speicherring befinden, der den Strahl auf die Energien des Gamow-Fensters abbremst, dauerhaft speichert und zur Reaktion mit dem leichten Partner bringt“, sagt Professor Yuri Litvinov, der das maßgeblich beteiligte und von der Europäischen Union geförderte Forschungsprojekt ASTRUm bei GSI leitet. „Im Falle des durchgeführten Experiments konnte von uns gezeigt werden, dass der eigentlich für höhere Energien ausgelegte Speicherring ESR zu diesem Zweck nutzbar gemacht werden kann.“ Insbesondere ist ein sehr gutes Vakuum in der Anlage nötig. Bei den geringen Energien würden sich die Atomkerne sonst vermehrt Elektronen aus dem Restgas im Speicherring einfangen und gingen für das Experiment verloren.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gehen sogar noch einen Schritt weiter und machen sich diesen eigentlich unerwünschten Effekt gezielt zunutze. Auch im Target kommt es zu Wechselwirkungen der Xenon-Kerne mit Elektronen des Wasserstoff-Gases, die sich über die anschließende Abstrahlung von Röntgenlicht nachweisen lassen. Da dieser atomphysikalische Prozess sowohl sehr dominant als auch sehr gut verstanden ist, lässt sich hieraus ableiten, wie viele potentielle Xenon-Reaktionspartner für den Protoneneinfang zur Verfügung gestanden haben. Über ihre unterschiedliche, von der Masse abhängige Ablenkung im Magnetfeld des Speicherrings können die neu entstandenen Cäsium-Kerne nach dem Target von den übrig gebliebenen Xenon-Kernen getrennt und ebenfalls gemessen werden. Aus dem Verhältnis von potentiellen Reaktionspartnern und tatsächlichen Reaktionen lässt sich die Wahrscheinlichkeit für den Protoneneinfang bestimmen.

„Neben der Verbesserung der experimentellen Technik zum Erreichen von niedrigeren Energien des schweren Stoßpartners lieferte das Experiment wichtige Einschränkungen der bisher nur theoretisch vorhergesagten Reaktionsraten, die zur Modellierung der Elemententstehung genutzt werden“, sagt René Reifarth, Professor für Experimentelle Astrophysik an der Goethe-Universität Frankfurt und Sprecher des Experiments. „Das Experiment trägt entscheidend dazu bei, unser Verständnis der Nukleosynthese im Kosmos voranzubringen.“

Aufgrund des Erfolgs des Experiments sollen weitere Studien ähnlicher Reaktionen in den kommenden Experimentierzeiträumen am ESR durchgeführt werden. Um die Bedingungen in astrophysikalischen Szenarien noch besser nachzubilden, könnten sogar instabile Kerne produziert, anschließend über den GSI-Fragmentseparator aussortiert und in den Speicherring eingespeist werden. Ein weiterer Fortschritt in diesem Forschungsprogramm ist die bevorstehende Inbetriebnahme des dedizierten Niedrigenergie-Speicherrings CRYRING, der Teil der zukünftigen internationalen Beschleunigeranlage FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) sein wird, die gerade bei GSI gebaut wird. Er eignet sich besonders gut, um Ionenstrahlen bei niedrigen Energien zur Verfügung zu stellen.

Die Experimente fanden im Rahmen der Forschungskollaboration SPARC (Stored Particles Atomic Physics Research Collaboration) statt, die Teil des Forschungsprogramms von FAIR ist. Bei der Durchführung kamen durch die Verbundforschung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung geförderte Geräte zum Einsatz. (cp)

Weitere Informationen:
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Aktuelles
news-3395 Mon, 11 Mar 2019 09:06:00 +0100 Die FAIR-Baustelle im Zeitraffer https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3395&cHash=c65cfd137b3b2374baef9a4740c3c795 Seit dem Spatenstich im Juli 2017 ist auf der FAIR-Baustelle viel passiert. Mit einer neuen Filmtechnik wurde ein Drohnen-Zeitraffervideo erstellt, in dem der Fortschritt besonders deutlich wird. Seit dem Spatenstich im Juli 2017 ist auf der FAIR-Baustelle viel passiert. Mit einer neuen Filmtechnik wurde ein Drohnen-Zeitraffervideo erstellt, in dem der Fortschritt besonders deutlich wird.

Mit einer neuen Filmtechnik wurde ein Zeitraffer-Video aus der Luft gedreht, das die Entwicklung eines ganzen Jahres zeigt: Für diesen sogenannten „Longterm Dronelapse“ wurden mit einer Drohne regelmäßig die gleichen Routen über die Baustelle geflogen. Die dabei gefilmten bewegten Zeitraffervideos wurden nun in einem einzigen Video kombiniert. Mehrere Videos, die im Laufe eines Jahres aufgenommen wurden, konnten dank GPS-Unterstützung überlagert werden, sodass die Fortschritte der Bauaktivitäten besonders deutlich werden. (LW)

Video

FAIR-Baustelle im Zeitraffer - Longterm Dronelapse

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Aktuelles FAIR
news-3391 Fri, 08 Mar 2019 09:30:00 +0100 GET_INvolved-Abkommen mit Südafrika unterzeichnet https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3391&cHash=dd0e1485471438e6ac036d0d314ff65a Südafrikanische Doktorandinnen und Doktoranden können nun vom neuen GET_INvolved-Programm profitieren, das Stipendien für Praktikums- und Forschungsaufenhalte bei GSI und FAIR vergibt. Das entsprechende trilaterale Abkommen wurde jetzt durch Vertreter von GSI, FAIR und dem iThemba Laboratory for Accelerator Based Sciences (iThemba LABS, Kapstadt) unterzeichnet. Südafrikanische Doktorandinnen und Doktoranden en können nun vom neuen GET_INvolved-Programm profitieren, das Stipendien für Praktikums- und Forschungsaufenhalte bei GSI und FAIR vergibt. Das entsprechende trilaterale Abkommen wurde jetzt durch Vertreter von GSI, FAIR und dem iThemba Laboratory for Accelerator Based Sciences (iThemba LABS, Kapstadt) unterzeichnet.

Bald schon können sich Jungwissenschaftlerinnen und -wissenschaftler aus Südafrika um ein Stipendium bewerben, das ihnen einen drei- bis sechsmonatigen Aufenthalt auf dem GSI- und FAIR-Campus erlauben wird. Die Doktoranden arbeiten überwiegend in Forschungsprojekten für die neue Beschleunigeranlage FAIR mit, die derzeit in Darmstadt entsteht. Zusätzlich können die graduierten Studierenden wissenschaftliche Vorträge sowie Symposien besuchen und sich auf dem gemeinsamen Campus von GSI und FAIR wissenschaftlich austauschen.

Der Wissenschaftliche Geschäftsführer von GSI und FAIR, Professor Paolo Giubellino, freute sich sehr über das Abkommen: „In diesem Jahr feiern wir das 50. Gründungsjahr der GSI, und wir sind stolz darauf, dass wir mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in der ganzen Welt vernetzt sind. Mit unserer entstehenden Facility for Antiproton and Ion Research schaffen wir die Grundlage für die wissenschaftliche Zukunft in unserem Forschungsfeld, und wir möchten junge, talentierte Studierende und Wissenschaftler für die außerordentlichen Forschungsmöglichkeiten an der neuen FAIR-Anlage begeistern.“

Das iThemba-Labor für Beschleunigerwissenschaft (iThemba LABS) in Südafrika ist eine interdisziplinäre Wissenschaftseinrichtung für Entwicklung, Betrieb und Nutzung von Teilchenbeschleunigern und verwandten Forschungsgeräten, die von der Südafrikanischen National Research Foundation (NRF) getragen wird. Die Anlagen bieten Forschungsmöglichkeiten in subatomarer Physik, Materialforschung, Radiobiologie und der Erforschung und Entwicklung einzigartiger Radioisotope für die Nuklearmedizin und für industrielle Anwendungen. Im November 2018 hatten das südafrikanische Ministerium, iThemba LABS und FAIR beschlossen, einen Plan für eine engere Kollaboration zu erarbeiten.

Dr. Clifford Nxomani, stellvertretender CEO der NRF, sagte zu dem GET_INvolved-Abkommen: „Internationale Kooperationen sind ein Schlüssel zur Wissenschaftsförderung in Südafrika. Daher begrüßen wir, dass talentierte Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler jetzt die Möglichkeit erhalten, Forschungserfahrung in einem der besten Labore der Welt zu sammeln. Dies ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg einer engen Zusammenarbeit zwischen iThemba LABS und der künftigen FAIR-Anlage.“

Dr. Faiҫal Azaiez, Direktor des iThemba LABS, hob hervor: „Die gute Ausbildung von Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftlern ist ein zentraler Auftrag des iThemba LABS. Ich bin sehr froh, dass das Abkommen mit GSI und FAIR unseren jungen Studierenden nun ermöglicht, an der spannenden Wissenschaft eines der führenden Beschleunigerlabore der Welt teilzuhaben.“ (mbe)

Weitere Informationen:

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Mehr zu iThemba LABS (auf Englisch)

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Aktuelles FAIR
news-3389 Tue, 05 Mar 2019 10:10:48 +0100 FAIR-GENCO-Nachwuchspreis für Dr. Moritz Pascal Reiter https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3389&cHash=09f3c04b8c1e1eff273a0a7603116fc2 Der FAIR-GENCO-Preis für Nachwuchswissenschaftler erhielt dieses Jahr Dr. Moritz Pascal Reiter vom II. Physikalischen Institut der Justus-Liebig-Universität in Gießen. Der sogenannte „Young Scientist Award“ wird von der GSI Exotic Nuclei Community (GENCO) vergeben und ist mit 1.000 Euro dotiert. Die Verleihung durch den GENCO-Präsidenten Professor Christoph Scheidenberger und Vizepräsident Professor Wolfram Korten fand im Februar auf dem GENCO-Jahrestreffen im Rahmen eines Festkolloquiums bei FAIR und GSI Der FAIR-GENCO-Preis für Nachwuchswissenschaftler erhielt dieses Jahr Dr. Moritz Pascal Reiter vom II. Physikalischen Institut der Justus-Liebig-Universität in Gießen. Der sogenannte „Young Scientist Award“ wird von der GSI Exotic Nuclei Community (GENCO) vergeben und ist mit 1.000 Euro dotiert. Die Verleihung durch den GENCO-Präsidenten Professor Christoph Scheidenberger und Vizepräsident Professor Wolfram Korten fand im Februar auf dem GENCO-Jahrestreffen im Rahmen eines Festkolloquiums bei FAIR und GSI statt. Der FAIR-GENCO-Preis wird jedes Jahr an junge Forscherinnen und Forscher verliehen, die am Beginn ihrer wissenschaftlichen Karriere stehen. Die internationale GENCO-Jury besteht aus sieben renommierten Kernphysikern und wählt den Preisträger in einem Auswahlverfahren aus, in dem mehrere Vorschläge aus Theorie und Experimentalphysik evaluiert werden. Ferner wurden zwei Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit dem GENCO Membership Award, einer Mitgliedschaft bei GENCO, ausgezeichnet.

Dr. Moritz Pascal Reiter wurde für seine beeindruckenden Forschungsergebnisse in den Bereichen der nuklearen Astrophysik und Kernstrukturphysik mit dem FAIR-GENCO-Nachwuchspreis ausgezeichnet. Er verwendete dazu ein Multireflektions-Flugzeit-Massenspektrometer, welches er am TITAN-Experiment an der kanadischen Forschungsanlage TRIUMF in Vancouver implementierte. Dadurch ermöglichte er eine Vielzahl an neuen Massenmessungen, vor allem an sehr kurzlebigen Kernen. In den ersten zwei Betriebsjahren konnten bereits ca. 200 verschiedene Isotope untersucht werden.

Die zwei Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die den GENCO Membership Award erhielten, sind:

  • Professorin Dolores Cortina-Gil für ihre bedeutende Beteiligung an bahnbrechenden Reaktionensexperimenten mit relativistischen radioaktiven Strahlen zur Beschreibung der Strukturinformation einzelner Teilchen exotischer Kerne durch die Untersuchung schwach und tief gebundener Kerne, sowie für ihre außergewöhnlichen Beiträge zur Realisierung des CALIFA-Detektors.
  • Professor Andrey Popeko für seine Beiträge zur Entdeckung der Elemente Darmstadtium, Roentgenium und Copernicium am SHIP-Detektor bei GSI/FAIR, die Entwicklung einer langfristigen Strategie für Forschung mit superschweren Elementen, das Design einer zweiten Generation von Separatoren für die Superschwere-Elemente-Fabrik in Dubna und viele wichtige Erkenntnisse zur Kernstruktur und -chemie von superschweren Elementen. (cp)
Weitere Informationen:
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Aktuelles FAIR
news-3387 Mon, 25 Feb 2019 09:51:41 +0100 Ein Feld voller Reiz und Romantik – Kriterien zur Aufnahme superschwerer chemischer Elemente in das Periodensystem https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3387&cHash=5f4baf6e4cebca54e1b28a63d64e66ce Wann genau existiert ein neu erzeugtes Element eigentlich wirklich? Welche Voraussetzungen müssen erfüllt sein, damit seine Messung anerkannt und das Element in das Periodensystem der chemischen Elemente aufgenommen wird? Und wem wird im Falle mehrerer Ansprüche die Entdeckung und damit das Recht auf die Namensgebung zugesprochen? Um diese Fragen zu beantworten, wurden nun die Kriterien für eine Elemententdeckung überarbeitet und in einem vorläufigen Report veröffentlicht. Wann genau existiert ein neu erzeugtes Element eigentlich wirklich? Welche Voraussetzungen müssen erfüllt sein, damit seine Messung anerkannt und das Element in das Periodensystem der chemischen Elemente aufgenommen wird? Und wem wird im Falle mehrerer Ansprüche die Entdeckung und damit das Recht auf die Namensgebung zugesprochen? Um diese Fragen in einem Feld schnell voranschreitender Technologie und freundschaftlicher internationaler Konkurrenz zu beantworten, wurden nun die Kriterien für eine Elemententdeckung überarbeitet und in einem vorläufigen Report veröffentlicht. Damit ist für die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf der Suche nach neuen schweren Elementen festgeschrieben, was ihre Messungen und Veröffentlichungen erfüllen müssen. Der Report gibt Hilfestellung in einem Forschungsgebiet, das Professor Sigurd Hofmann, Mitautor, Elemententdecker und langjähriger Leiter der Suche nach schweren Elementen am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt, als ein „Feld voller Reiz und Romantik“ beschreibt.

„Die Begriffe Reiz und Romantik erwartet man eher nicht in einem so technischen Gebiet“, erläutert Hofmann, der mittlerweile nicht mehr aktiv forscht, jedoch weiterhin mit großem Eifer ehrenamtlich die Forschungsgemeinschaft unterstützt. „Bereits im Vorgänger unseres Reports, der schon im Jahr 1991 veröffentlicht wurde, beschrieben die damaligen Autoren eine Elemententdeckung als von besonderer Wichtigkeit, weil sie eben nicht mit einem Kometen oder einer neuen Sorte Käfer vergleichbar sei, da davon noch viele zu erwarten sind. Bei den Elementen wissen wir, dass es nur eine begrenzte Anzahl geben kann. Wir wissen aber nicht, wie viele es sein werden. Das macht eine Elemententdeckung zu etwas Besonderem, und daran hat sich bis heute nichts geändert.“ Auf diesem Gebiet ist Hofmann Experte, gehört er doch zu den Entdeckern der insgesamt sechs Elemente mit den Ordnungszahlen 107 bis 112, die bei GSI in Darmstadt erzeugt und unter anderem nach dem Bundesland Hessen und der Stadt benannt wurden.

Der Report gibt eine Definition, was ein neues Element genau ist, und ab wann die Entdeckung als solche zu werten ist. Das entscheidende Kriterium hierbei ist der Nachweis, dass das Element tatsächlich eine andere Anzahl an Protonen im Kern aufweist als bisher bekannte Nuklide. Da neu erzeugte schwere Elemente in der Regel instabil sind, ist der naheliegende – wenngleich nicht der einzige – Weg, eine Zerfallskette des Elements zu messen, die in bereits bekannten Nukliden endet. So ist das neue Element direkt an bereits sicher nachgewiesene Kerne angekoppelt, man spricht von einer genetischen Beziehung.

Mit großer Wahrscheinlichkeit werden die Forscher auch zukünftige Elemente mithilfe von Fusionsexperimenten an Teilchenbeschleunigern herstellen, wie es auch schon bei den letzten Neuzugängen im Periodensystem der Fall war. Technisch kann der Nachweis dabei mit physikalischen oder chemischen Methoden erfolgen. Dazu zählen beispielsweise Separatoren, Präzisionsmassenmessungen oder Messung der für ein Element spezifischen charakteristischen Röntgenstrahlung. Die Randbedingungen für eine Entdeckung sind dabei im Report genau beschrieben. Beachtung finden auch Anmerkungen zur Systematik der Messungen und zu Messfehlern.

Liegen mehrere berechtigte Ansprüche auf Entdeckung eines neuen Elementes vor, so ist nach den Kriterien entscheidend, wer den Beitrag zu seinem Fund zuerst an ein anerkanntes Fachmagazin übermittelt hat. Nicht das Datum der Herstellung des Elements oder der Zeitpunkt der Veröffentlichung des Beitrags sind also maßgebend, sondern das Datum der Einreichung. Dabei muss unter Umständen zusätzlich eine Gewichtung der wissenschaftlichen Inhalte vorgenommen werden, so dass auch später publizierte Ergebnisse zu einer Mitentdeckerschaft führen können.

Verantwortlich für die Anerkennung eines Elements sind zwei internationale Institutionen: Die Internationalen Unionen für reine und angewandte Chemie (IUPAC) und Physik (IUPAP). Anhand der festgelegten Kriterien bewerten dort Experten die wissenschaftlichen Veröffentlichungen zu neuen Elementen. Sie vergeben das Recht auf die Entdeckung, das auch mit der Erlaubnis der Benennung des neues Elements – im Rahmen der vorgegebenen Benennungskriterien – einhergeht. Ein Element darf ausschließlich nach einem real existierenden Ort, nach einer Stoffeigenschaft, nach einem mythischen Begriff oder nach einer Wissenschaftlerin oder einem Wissenschaftler benannt werden.

Im Moment sind IUPAC und IUPAP in dieser Hinsicht allerdings in einer Warteposition. Denn aktuell sind alle hergestellten Elemente bis hin zu Element 118 anerkannt und benannt. Die Forschungsgemeinschaft muss sich in Geduld üben bis zur Produktion oder zum Fund eines neuen Elements, um die neuen Kriterien erstmalig anwenden zu können. „Sehr wahrscheinlich wird es sich dabei um die Elemente 119 und 120 handeln, die im Periodensystem an nächster Stelle stehen und daher am ehesten produziert werden könnten“, sagt Hofmann. „Wir sind alle gespannt, wann es soweit sein wird.“ (cp)

Weitere Informationen:

Vorläufiger Report "On the discovery of new elements" im Fachmagazin Pure and Applied Chemistry (Englisch)

Bericht über Kriterien für neue Elemente im Fachmagazin Chemistry International (Englisch)

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Presse Aktuelles
news-3383 Fri, 22 Feb 2019 10:00:00 +0100 Fingerabdrücke von schweren Elementen in Neutronensternkollisionen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3383&cHash=8fc7ba72b588986e09c53e7fc24370ce Entstehen einige der schwersten Elemente unseres Universums bei der Kollision von Neutronensternen? Das kann sich daran ablesen lassen, wie sich die Leuchtkraft dieses Ereignisses über die Wochen entwickelt. Eine Gruppe von Wissenschaftlern von GSI und FAIR, der TU Darmstadt, der Nationalen Akademie der Wissenschaften von Taiwan und der Columbia University in den USA veröffentlichte diese Ergebnisse kürzlich im Fachjournal Physical Review Letters. Entstehen einige der schwersten Elemente unseres Universums bei der Kollision von Neutronensternen? Das kann sich daran ablesen lassen, wie sich die Leuchtkraft dieses Ereignisses über die Wochen entwickelt. Eine Gruppe von Wissenschaftlern von GSI und FAIR, der TU Darmstadt, der Nationalen Akademie der Wissenschaften von Taiwan und der Columbia University in den USA veröffentlichte diese Ergebnisse kürzlich im Fachjournal Physical Review Letters.

Die erstmalige Beobachtung einer Neutronensternkollision im Jahr 2017, die von Gravitationswellendetektoren als erstes aufgespürt wurde, war eine Sensation – auch für die Kernphysik. Wie von GSI-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftlern vorhergesagt, gab es eindeutige Hinweise darauf, dass in diesen extremen kosmischen Ereignissen schwere Atomkerne erzeugt werden. Doch exakt welche Kerne in Neutronensternkollisionen produziert werden, ist noch unklar.

„Die Leuchtkraft der Neutronensternkollision lässt darauf schließen, welche Elemente bei diesem Ereignis entstehen“, sagt der GSI-Wissenschaftler Professor Gabriel Martínez-Pinedo, der maßgeblich an dieser Publikation und bereits auch an den Vorhersagen zur Entstehung von schweren Kernen in Neutronensternkollisionen beteiligt war. „Bei dem Ereignis 2017 konnten wir das noch nicht beobachten, weil die Neutronensternkollision hinter der Sonne verschwand und wir damit die Lichtemissionen in einer entscheidenden Phase nicht vollständig beobachten konnten.“ Doch schon bald werden die nächsten Beobachtungen von Neutronensternkollisionen erwartet. Um sie analysieren zu können, haben Martínez-Pinedo und seine Kollegen Vorhersagen getroffen, wie sich das Leuchten der Neutronensternkollision entwickelt, je nachdem welche kernphysikalischen Prozesse bei der Verschmelzung ablaufen und welche schweren Elemente entstehen.

Etwa einen Monat nach dem Ereignis wird die Leuchtkraft nur noch von ca. 30 verschiedenen Kernen beeinflusst, weil Kerne mit kurzen Lebenszeiten bereits zerfallen sind. Einige schwere Isotope sind dominant in der Energieabgabe und beeinflussen dadurch die Stärke und die Dauer des Leuchtens, zum Beispiel Californium-254, gefolgt von Radium-223 und Actinium und zuletzt dem Radium-225. „Wenn die Teleskope die nächste Neutronensternkollision in hoher Auflösung aufzeichnen, sehen wir dank unseres Modells wahrscheinlich schon anhand dessen, wie sich das Leuchten über die Wochen verändert, welche schweren Elemente entstanden sind und wie der Kernsynthese-Prozess abläuft“, sagt Martínez-Pinedo.

In die Modelle, mit denen die Leuchtkraft und -dauer vorhergesagt wird, fließen viele Kerneigenschaften ein, die jedoch noch nicht ausreichend bekannt sind. Hier kommt die Forschung an der im Bau befindlichen Beschleunigeranlage FAIR ins Spiel. Die Experimente der FAIR-Kollaboration NUSTAR haben hauptsächlich zum Ziel die schweren Kerne, die bei Neutronensternkollisionen oder Supernovae entstehen, mithilfe von Teilchenbeschleunigern im Labor zu erzeugen und genauer zu untersuchen. „Mit FAIR werden wir das Universum im Labor erforschen können“, sagt Professor Karlheinz Langanke, Forschungsdirektor von GSI und FAIR. „FAIR wird eine weltweit einzigartige Einrichtung sein. Mit ihr können Forscherinnen und Forscher die Vielfalt des Universums ins Labor holen, um fundamentale Fragen wie die Entstehung der chemischen Elemente im Kosmos zu untersuchen.“ (LW)

Mehr Informationen

Originalveröffentlichung: Fingerprints of Heavy-Element Nucleosynthesis in the Late-Time Lightcurves of Kilonovae

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Aktuelles FAIR
news-3385 Wed, 20 Feb 2019 09:08:10 +0100 Chemieolympioniken zu Gast bei FAIR und GSI https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3385&cHash=5cb1df9c5431533f2c4e82a86002ed95 20 Schülerinnen und Schüler, die sich für die spannende Welt der Chemie begeistern besuchten im Internationalen Jahr des Periodensystems die Anlagen von FAIR und GSI. Es sind die Teilnehmerinnen und Teilnehmer der Chemieolympiade aus Hessen und Thüringen mit ihren Betreuern. 20 Schülerinnen und Schüler, die sich für die spannende Welt der Chemie begeistern, besuchten im Internationalen Jahr des Periodensystems die Anlagen von FAIR und GSI. Es sind die Teilnehmerinnen und Teilnehmer der Chemieolympiade aus Hessen und Thüringen mit ihren Betreuern. Nach einem Einführungsvortrag erhielt die Gruppe auf einem Rundgang Einblicke in die bestehenden Beschleuniger und Experimente und die bisherigen wissenschaftlichen Forschungsarbeiten von GSI sowie einen Überblick über die Errichtung des zukünftigen internationalen Beschleunigerzentrums FAIR. Für tiefergehende wissenschaftliche Diskussionen rund um die aktuelle Forschung begleitete der GSI-Mitarbeiter Thomas Neff aus der Abteilung Theorie das Programm. Er war vor rund 25 Jahren ebenfalls Mitglied der deutschen Mannschaft der Chemieolympiade.

Der Besuch fand im Rahmen eines mehrtägigen Landesseminars in Darmstadt statt, für das sich die Teilnehmer durch erreichen der zweiten Stufe eines vierstufigen Auswahlprozesses zur Internationalen Chemieolympiade IChO qualifiziert haben. GSI ist seit vergangenem Jahr ein Programmpunkt und wird aufgrund der vielen positiven Rückmeldungen als regelmäßiger Bestandteil in das Seminar eingebettet. (JL)

 

 

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Aktuelles
news-3379 Wed, 13 Feb 2019 08:38:00 +0100 Verschmelzende Neutronensterne – Wie kosmische Ereignisse Einblick in grundlegende Eigenschaften der Materie geben https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3379&cHash=87a2e8ec2ccf16425a727508bafdc9d9 Seitdem es möglich ist, Gravitationswellen von zwei miteinander verschmelzenden Neutronensternen zu messen, bietet sich die Chance, einige grundlegende Fragen zur Struktur der Materie zu beantworten. Denn bei den extrem hohen Temperaturen und Dichten solcher Ereignisse vermuten Forscher einen Phasenübergang, bei dem die Neutronen in ihre Bausteine, die Quarks und Gluonen, zerfallen. In der aktuellen Ausgabe der Physical Review Letters berichten zwei internationale Forschergruppen über Berechnungen, wie die Seitdem es möglich ist, Gravitationswellen von zwei miteinander verschmelzenden Neutronensternen zu messen, bietet sich die Chance, einige grundlegende Fragen zur Struktur der Materie zu beantworten. Denn bei den extrem hohen Temperaturen und Dichten solcher Ereignisse vermuten Forscher einen Phasenübergang, bei dem die Neutronen in ihre Bausteine, die Quarks und Gluonen, zerfallen. In der aktuellen Ausgabe der Physical Review Letters berichten zwei internationale Forschergruppen über Berechnungen, wie die Signatur eines solchen Phasenübergangs in einer Gravitationswelle aussehen würde.

Quarks, die kleinsten Bausteine der Materie, hat man in der Natur noch nie isoliert beobachtet. Sie sind vielmehr immer in Protonen und Neutronen gebunden. Ein Neutronenstern jedoch, der so viel wiegen kann wie unsere Sonne und doch nur die Größe einer Stadt wie Frankfurt aufweist, besitzt einen so dichten Kern, dass ein Übergang von Neutronenmaterie zu Quarkmaterie auftreten könnte. Physiker nennen diesen Prozess einen Phasenübergang, ähnlich dem Verdampfen von Wasser. Insbesondere ist ein solcher Phasenübergang möglich, wenn kollidierende Neutronensterne ein massives meta-stabiles Objekt mit Dichten bilden, die weit höher sein können als in Kernmaterie, und Temperaturen, die zehntausend Mal höher sind als im Inneren unserer Sonne.

Nachricht von möglichen Phasenübergängen im Weltall könnten wir durch die Messung von Gravitationswellen erhalten, die von den verschmelzenden Neutronensternen ausgesendet werden. Der Phasenübergang müsste im Gravitationswellensignal eine charakteristische Signatur hinterlassen. Wie diese aussehen könnte, haben die Forschergruppen aus Frankfurt, Darmstadt und Ohio (Goethe-Universität/FIAS/GSI/Kent University) sowie aus Darmstadt und Wroclaw (GSI/Wroclaw University) nun mithilfe moderner Supercomputer berechnet. Dazu verwendeten sie unterschiedliche theoretische Modelle für den Phasenübergang.

Findet ein Phasenübergang erst etwas nach der tatsächlichen Verschmelzung statt, tauchen geringe Mengen von Quarks allmählich überall im verschmolzenen Objekt auf. „Zum ersten Mal konnten wir mithilfe der Einstein-Gleichungen zeigen, dass diese kleine Änderung in der Struktur eine Abweichung im Gravitationswellensignal erzeugt, bis der neugebildete riesige Neutronenstern unter seinem eigenen Gewicht zu einem schwarzen Loch kollabiert“, erklärt Luciano Rezzolla, Professor für theoretische Astrophysik an der Goethe-Universität.

In den Computermodellen von Dr. Andreas Bauswein vom GSI Helmholzzentrum für Schwerionenforschung im Darmstadt tritt der Phasenübergang bereits direkt nach der Kollision auf – es bildet sich ein Kern von Quarkmaterie im Inneren des Zentralobjekts. „Wir konnten zeigen, dass es in diesem Fall eine deutliche Veränderung in der Frequenz des Gravitationswellensignals gibt“, sagt Bauswein. „Damit haben wir für die Zukunft ein messbares Kriterium für einen Phasenübergang in verschmelzenden Neutronensternen identifiziert.“

Noch sind nicht alle Details des Gravitationswellensignals mit den bestehenden Detektoren messbar. Sie werden aber mit der nächsten Generation von Messgeräten beobachtbar sein, oder auch, falls ein relativ nahes Verschmelzungsereignis stattfindet. Einen komplementären Ansatz zur Beantwortung der Fragen über Quarkmaterie bieten zwei Experimente: Am existierenden Messaufbau HADES bei GSI und am zukünftigen CBM-Detektor an der Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR), die gerade bei GSI errichtet wird, kann durch den Zusammenprall von Schwerionen komprimierte Kernmaterie entstehen. Dabei könnte es gelingen, Temperaturen und Dichten zu erzeugen, die vergleichbar mit den Zuständen in verschmelzenden Neutronensternen sind. Beide Methoden ermöglichen neue Einblicke in das Auftreten von Phasenübergängen in Kernmaterie und so auch in ihre grundlegenden Eigenschaften. (cp)

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Presse Aktuelles FAIR
news-3381 Tue, 12 Feb 2019 10:00:00 +0100 Schülerbesuch: „CURIEosity-Team“ aus Griechenland bei GSI und FAIR https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3381&cHash=882675b0e060ed07b102c4f7a01a6b79 17 griechische Oberstufenschülerinnen und -schüler von der Oberschule (Lyceum) in Gazi bei Heraklion auf Kreta haben jetzt GSI und FAIR besucht. 2016 haben sie sich aus naturwissenschaftlichem Interesse im „CURIEosity-Team“ zusammengeschlossen mit dem Ziel, in ihrer Schulgemeinschaft die Naturwissenschaften zu fördern. 17 griechische Oberstufenschülerinnen und -schüler von der Oberschule (Lyceum) in Gazi bei Heraklion auf Kreta haben jetzt GSI und FAIR besucht. 2016 haben sie sich aus naturwissenschaftlichem Interesse im „CURIEosity-Team“ zusammengeschlossen mit dem Ziel, in ihrer Schulgemeinschaft die Naturwissenschaften zu fördern, beispielsweise mit der Veranstaltung eines Workshops für jüngere Schülerinnen und Schüler zum Thema „Atome“. Außerdem nimmt das Team an naturwissenschaftlichen Wettbewerben wie „Beamline For Schools“ und „Science on Stage in Greece“ teil. Betreut wird die Gruppe von ihrem Lehrer Astrinos Tsoutsoudakis.

Auf einer Rundreise zu bedeutenden Wissenschaftsstandorten in Deutschland haben die griechischen Schülerinnen und Schüler auch einen Tag bei GSI und FAIR verbracht. Bei einer Führung lernten sie die Ionenquellen, den Linearbeschleuniger UNILAC, den Ringbeschleuniger SIS18, den Experimentierspeicherring ESR, die Testanlage für supraleitende Magnete, biophysikalische Labors, den Therapieplatz für die bei GSI entwickelte Krebstherapie mit Ionen und die FAIR-Baustelle kennen. (mbe)

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Das CURIEosity-Team

 

 

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Aktuelles FAIR
news-3377 Fri, 08 Feb 2019 08:50:00 +0100 Ordnung im Periodensystem – Die Messung der Ionisierungsenergien von schweren Elementen bestätigt Ende der Serie der Actinoide bei Lawrencium https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3377&cHash=5e3f73cc2bf6e2e0a22576c059b08c44 Eine internationale Gruppe von Forscherinnen und Forschern unter Beteiligung des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt sowie seiner beiden Außenstellen, den Helmholtz-Instituten Mainz und Jena, hat die ersten Ionisierungsenergien der künstlich erzeugten Elemente Fermium, Mendelevium, Nobelium und Lawrencium bestimmt. Die Messdaten zeigen eindeutig, dass die Serie der Actinoide bei Lawrencium zu Ende ist. Die Ergebnisse sind im wissenschaftlichen Fachmagazin „Journal of the American Ch Eine internationale Gruppe von Forscherinnen und Forschern unter Beteiligung des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt sowie seiner beiden Außenstellen, den Helmholtz-Instituten Mainz und Jena, hat die ersten Ionisierungsenergien der künstlich erzeugten Elemente Fermium, Mendelevium, Nobelium und Lawrencium bestimmt. Die Messdaten zeigen eindeutig, dass die Serie der Actinoide bei Lawrencium zu Ende ist. Die Ergebnisse sind im wissenschaftlichen Fachmagazin „Journal of the American Chemical Society (JACS)“ erschienen.

Die chemischen Elemente Fermium, Mendelevium, Nobelium und Lawrencium tragen die Ordnungszahlen 100 bis 103 im Periodensystem der chemischen Elemente. Sie kommen auf der Erde nicht natürlich vor, sondern lassen sich nur künstlich erzeugen, beispielsweise in Kernverschmelzungsreaktionen an Teilchenbeschleunigern. Dabei können lediglich geringe Raten von höchstens einigen Atomen pro Sekunde produziert werden, die des Weiteren instabil sind und innerhalb von Sekunden bis Minuten wieder zerfallen. Eine Untersuchung ihrer chemischen Eigenschaften ist dementsprechend nur mit hohem experimentellen Aufwand an einzelnen Atomen möglich.

In den aktuellen Experimenten haben die Wissenschaftler die erste Ionisierungsenergie der Elemente untersucht. Diese Größe beschreibt die Energiemenge, die benötigt wird, um das am wenigsten stark gebundene Elektron aus der Außenschale eines neutralen Atoms zu entfernen. Dabei erwarteten die Forscher einen Anstieg der Ionisierungsenergie bis zum Nobelium, was dem Abschluss einer vollständig gefüllten Elektronenschale entspricht. Für das folgende Lawrencium, das wieder ein einzelnes, weniger stark gebundenes Elektron enthalten sollte, erwartete man hingegen eine geringere Ionisierungsenergie.

Entsprechende Werte für Nobelium und Lawrencium lagen bereits aus vorhergehenden Experimenten vor. Diese wurden nun durch Messungen der vier schwersten Elemente der Actinoiden ausgeweitet, so dass Messergebnisse aller 14 Elemente der Actinoidenserie vorliegen. „Die gemessenen Werte sind in Übereinstimmung mit Vorhersagen aktueller relativistischer Berechnungen, die parallel zum Experiment durchgeführt wurden, sowie mit den bei GSI von einer weiteren Arbeitsgruppe durchgeführten laserspektroskopischen Messungen an Nobelium“, erklärt Professor Christoph Düllmann, Leiter der Forschungsabteilung für die Chemie superschwerer Elemente bei GSI und am Helmholtz-Institut Mainz. „Mit dem Experiment konnten wir eindeutig zeigen, dass die Serie der Actinoiden mit dem Beginn einer neuen Elektronenschale beim Element Lawrencium abgeschlossen ist. Dieses Verhalten ist analog zu der Serie der leichteren Lanthanoide, die sich im Periodensystem über den Actinoiden befinden.“

Erzeugen und vermessen konnten die Forscher die künstlichen Elemente am Tandem-Beschleuniger und dem angeschlossenen Isotopenseparator der japanischen Forschungsorganisation JAEA in Tokai, Japan. Zur Bestimmung der ersten Ionisierungsenergien nutzen sie die sogenannte Oberflächenionisation. Ein Gasstrom in einem Teflonschlauch befördert dabei die Elemente in eine Tantal-Kammer mit bis zu 3000°C heißer Oberfläche, wo sie ionisiert werden können. Ein Vergleich der Anzahl eingeleiteter und ionisierter Atome liefert einen Wert für die Ionisierungseffizienz, aus dem sich wiederum das erste Ionisierungspotential des Elements bestimmen lässt.

Beteiligt an dem internationalen Experiment waren Forschungseinrichtungen aus Deutschland, den Niederlanden, Japan, Israel und der Schweiz. (cp)

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Presse Aktuelles
news-3373 Fri, 01 Feb 2019 11:30:00 +0100 FAIR und GSI informieren Bundestagsabgeordnete in Berlin https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3373&cHash=4a52ed403431597582663635e4beed47 „Megaprojekt aktuell – Realisierung des internationalen Teilchenbeschleunigerzentrums FAIR in Deutschland“ lautete das Thema eines Parlamentarischen Frühstücks in Berlin am 16. Januar 2019, zu dem die Geschäftsführung von FAIR und GSI in Kooperation mit der Darmstädter Bundestagsabgeordneten Dr. Astrid Mannes eingeladen hatte. Fraktionsübergreifend folgten zahlreiche Bundestagsabgeordnete, Mitarbeiter der Abgeordnetenbüros und Referenten der Einladung zu der Veranstaltung. „Megaprojekt aktuell – Realisierung des internationalen Teilchenbeschleunigerzentrums FAIR in Deutschland“ lautete das Thema eines Parlamentarischen Frühstücks in Berlin am 16. Januar 2019, zu dem die Geschäftsführung von FAIR und GSI in Kooperation mit der Darmstädter Bundestagsabgeordneten Dr. Astrid Mannes eingeladen hatte. Fraktionsübergreifend folgten zahlreiche Bundestagsabgeordnete, Mitarbeiter der Abgeordnetenbüros und Referenten der Einladung zu der Veranstaltung, die unter der Schirmherrschaft des ehemaligen Bundesforschungsministers Professor Heinz Riesenhuber stand.

Nach der Begrüßung durch Dr. Astrid Mannes stellten der Wissenschaftliche Geschäftsführer von FAIR und GSI, Professor Paolo Giubellino, die Administrative Geschäftsführerin von FAIR und GSI, Ursula Weyrich, und der Technische Geschäftsführer von FAIR und GSI, Jörg Blaurock, das FAIR-Projekt vor. Zudem führte auch Dr. Ingo Peter, Leiter der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, in Details der Thematik ein.

Das Beschleunigerzentrum FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) ist eines der weltweit größten Bauvorhaben für die internationale Spitzenforschung und entsteht derzeit am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt. Es wird Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus aller Welt ermöglichen, dort das Universum im Labor zu erforschen.

Die Bundestagsabgeordneten konnten sich aus erster Hand über FAIR informieren und nutzten die Gelegenheit, mit der FAIR- und GSI-Geschäftsführung detailliert über die weltweit einzigartige Teilchenbeschleunigeranlage zu diskutieren. Professor Paolo Giubellino, Ursula Weyrich und Jörg Blaurock antworteten auf Fragen nach dem aktuellen Stand des Projektes, gaben Hintergrundinformationen und boten einen kompakten Überblick über Wissenschaft, bauliche und technische Fortschritte, strategische Ziele und besondere Herausforderungen sowie die Entwicklung am Standort in Darmstadt.

Auch der gesellschaftliche Beitrag des Megaprojekts FAIR war ein wichtiges Thema. FAIR generiert neues Wissen für die Menschheit und leistet auf vielen Ebenen Wertbeiträge für die Gesellschaft, ob als Innovationstreiber, Anbieter hochqualifizierter, hochwertiger Arbeitsplätze und in der Ausbildung von Nachwuchswissenschaftlern und Ingenieuren oder in der Entwicklung neuer medizinischer Anwendungen. Die FAIR- und GSI-Geschäftsführung unterstrich: „FAIR wird ein wichtiger Baustein für die langfristige Sicherung der Zukunftsfähigkeit des Forschungsstandorts Deutschland im internationalen Kontext sein und zugleich eine starke Säule unserer Forschungslandschaft im weltweiten Wettbewerb. Eine zentrale Herausforderung der modernen Forschung besteht in einem vorausschauenden Denken über lange Zeiträume. FAIR wird nicht nur für die nächsten Jahre gebaut, sondern für die nächsten Jahrzehnte.“

Dr. Astrid Mannes, die selbst im Bundesausschuss für Bildung, Forschung und Technikfolgenabschätzung einen fachlichen Arbeitsschwerpunkt hat, freute sich über den Besuch der Vertreter der Darmstädter Großforschungseinrichtung in Berlin. „Es ist gut, wenn Forschungseinrichtungen, die öffentliche Förderung erhalten, sich der Politik auch direkt vorstellen. Zudem sind die angesprochenen Themen von großer Bedeutung. Daher war es für die anwesenden Abgeordneten wertvoll und wichtig, Hintergrundinformationen über das wissenschaftliche Großprojekt zu erhalten“, so die Bundestagsabgeordnete. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3375 Thu, 31 Jan 2019 11:30:00 +0100 Darmstädter Magistrat besichtigt FAIR und GSI https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3375&cHash=29d2e2f37ff1d009b889f4524e6feb54 Der Magistrat der Wissenschaftsstadt Darmstadt war zu Gast bei FAIR und GSI. Zunächst gab es ein Informationsprogramm rund um die aktuelle Entwicklung des künftigen Beschleunigerzentrums FAIR, bevor der Magistrat seine Arbeitssitzung vor Ort abhielt. Die Gäste wurden von Jörg Blaurock, dem Technischen Geschäftsführer von GSI und FAIR, Harald Hagelskamp, dem Leiter der Baustelle FAIR, sowie Ingo Peter, dem Leiter der Öffentlichkeitsarbeit willkommen geheißen. Der Magistrat der Wissenschaftsstadt Darmstadt war zu Gast bei FAIR und GSI. Zunächst gab es ein Informationsprogramm rund um die aktuelle Entwicklung des künftigen Beschleunigerzentrums FAIR, bevor der Magistrat seine Arbeitssitzung vor Ort abhielt. Die Gäste wurden von Jörg Blaurock, dem Technischen Geschäftsführer von GSI und FAIR, Harald Hagelskamp, dem Leiter der Baustelle FAIR, sowie Ingo Peter, dem Leiter der Öffentlichkeitsarbeit willkommen geheißen.

Die Mitglieder des Magistrats, an deren Spitze der Darmstädter Oberbürgermeister Jochen Partsch steht, erhielten zunächst eine einführende Präsentation zur Forschung und Realisierung von FAIR. Aktuelle wissenschaftliche Aktivitäten und die Fortschritte des FAIR-Projekts, das eines der größten Forschungsvorhaben weltweit ist, standen dabei im Mittelpunkt.

Anschließend führte eine Bustour über das FAIR-Baufeld östlich der GSI. Zu den deutlich sichtbaren Baufortschritten gehörten unter anderem die Rohbauarbeiten am großen Ringbeschleuniger SIS100 sowie die Baugruben für das Kreuzungsbauwerk, den zentralen Knotenpunkt für die Strahlführungen, und für den CBM-Experimentierplatz. CBM ist eine der vier Forschungssäulen des künftigen Beschleunigerzentrums. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3371 Wed, 23 Jan 2019 13:45:00 +0100 Koreanische Delegation besucht FAIR und GSI https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3371&cHash=47744a55b5b68ca7faa14998432f91e4 Eine koreanische Delegation bestehend aus Vertretern von Politik und Wissenschaftsinstitutionen hat vor Kurzem die Anlagen von FAIR und GSI besucht. Nach einem Einführungsvortrag in die Forschungsarbeit und die Errichtung der internationalen FAIR-Anlage hatte die Gruppe Gelegenheit zu tiefergehenden Diskussionen mit Forschungsdirektor Professor Karlheinz Langanke und mit Professor Marco Durante, dem Leiter der Forschungsabteilung Biophysik. Eine koreanische Delegation bestehend aus Vertretern von Politik und Wissenschaftsinstitutionen hat vor Kurzem die Anlagen von FAIR und GSI besucht. Nach einem Einführungsvortrag in die Forschungsarbeit und die Errichtung der internationalen FAIR-Anlage hatte die Gruppe Gelegenheit zu tiefergehenden Diskussionen mit Forschungsdirektor Professor Karlheinz Langanke und mit Professor Marco Durante, dem Leiter der Forschungsabteilung Biophysik.

Auf dem anschließenden Rundgang durch die Anlage besuchten die Teilnehmerinnen und Teilnehmer unter anderem den Hauptkontrollraum, die Erzeugungsstätte der superschweren Elemente und den Behandlungsplatz für Tumortherapie mit Kohlenstoffionen. Auf der Aussichtsplattform auf die FAIR-Baustelle konnte sich die Gruppe einen Überblick über die Baumaßnahmen und den Fortschritt der Arbeiten verschaffen. (cp)

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Aktuelles FAIR
news-3369 Mon, 14 Jan 2019 10:00:00 +0100 Forschung zu Tumortherapie mit Sauerstoffionen: Auszeichnung für GSI-Doktorandin https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3369&cHash=1f1a780adf859a9d6be346e0a6b82093 Gut 20 Jahre ist es her, dass die klinischen und strahlenbiologischen Studien für die Tumortherapie mit schweren Ionen bei GSI begonnen haben. Die erfolgreiche Therapie immer weiter zu verbessern und immer passgenauer in der Medizin einzusetzen, ist heute das Ziel der Forschung bei GSI und FAIR. Diesen Weg geht auch Dr. Olga Sokol, Wissenschaftlerin in der GSI-Abteilung Biophysik. Sie forscht vor allem zum Einsatz von Sauerstoffionen bei der Tumorbehandlung. Gut 20 Jahre ist es her, dass die klinischen und strahlenbiologischen Studien für die Tumortherapie mit schweren Ionen bei GSI begonnen haben. Die erfolgreiche Therapie immer weiter zu verbessern und immer passgenauer in der Medizin einzusetzen, ist heute das Ziel der Forschung bei GSI und FAIR. Diesen Weg geht auch Dr. Olga Sokol, Wissenschaftlerin in der GSI-Abteilung Biophysik. Sie forscht vor allem zum Einsatz von Sauerstoffionen bei der Tumorbehandlung. Das Thema stand im Mittelpunkt ihrer Dissertation, für die sie vor Kurzem mit dem Giersch-Preis für herausragende Doktorarbeiten 2018 ausgezeichnet wurde.

Die Ionenstrahltherapie ist ein sich rasch entwickelnder Zweig der Tumorbehandlung. Da Ionen den größten Teil der Energie am Ende ihrer Reichweite deponieren, sind sie gute Kandidaten für eine effektive Behandlung von tiefsitzenden Tumoren und ermöglichen gleichzeitig eine effiziente Schonung des umliegenden gesunden Gewebes. Die bei GSI entwickelte Tumortherapie mit beschleunigten Kohlenstoffionen ist inzwischen in der breiten klinischen Anwendung angekommen und wird unter anderem am Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum HIT eingesetzt. In der aktuellen Forschung wird nun untersucht, welche Arten von Schwerionen – neben Kohlenstoffionen beispielsweise Sauerstoff- oder Heliumionen – bei einzelnen Tumorerkrankungen therapeutisch am wirksamsten sind. Für einige Tumorarten ist dies bereits heute eindeutig belegt, für andere sind noch weitere physiklaische und strahlenbiologische Studien nötig.

Hier setzt auch Olga Sokol an. Ziel ihrer Dissertation “Oxygen ions as a single and combined modality in radiotherapy (Sauerstoff-Ionen als einzelne und kombinierte Strahlentherapie-Modalität)“ am Fachbereich Physik der Technische Universität Darmstadt war eine experimentelle Untersuchung der relevanten Eigenschaften und eine Analyse der Möglichkeit, einen anderen Ionentyp, das Sauerstoff-16-Isotop, hauptsächlich zur Behandlung von hypoxischen Tumoren in die klinische Praxis einzuführen. Viele Tumore sind schlecht durchblutet und weisen deshalb auch eine schlechte Sauerstoffversorgung – eine sogenannte Hypoxie – auf. Der Sauerstoffmangel führt dazu, dass diese Tumore schlecht auf Strahlen- und Chemotherapie ansprechen, und fördert ihre Metastasierung. Hier könnten Behandlungen mit Sauerstoff Fortschritte bringen aufgrund ihrer spezifischen physikalischen Eigenschaften, nämlich einer erhöhten linearen Energieübertragung. In Olga Sokols Arbeit werden die erste umfassende Beschreibung und experimentelle Charakterisierung von 16-O-Sauerstoffionen aus physikalischer und strahlenbiologischer Sicht sowie die daraus folgenden Studien zur Behandlungsplanung vorgestellt. Ihre Arbeit führte sie bei GSI und am HIT durch.

Olga Sokol konnte zum ersten Mal experimentell zeigen, dass Sauerstoffionen gegenüber Kohlenstoffionen für die Bestrahlung von hypoxischen Tumoren in bestimmten Fällen von Vorteil sein könnten. Der Vergleich der Bestrahlungspläne mit Sauerstoff und leichteren Ionenstrahlen ergab, dass die Verwendung von Sauerstoffionen für hypoxische Tumore eine möglichst gleichmäßige Zielerfassung ermöglicht sowie in bestimmten Fällen zu einer Verringerung der Schädigung im Normalgewebe und auch in kritischen Organen führen könnte. Der vorgeschlagene Ansatz einer Tumortherapie mit Sauerstoffionen könnte somit den Therapieerfolg für einige Fälle von hypoxischen Tumoren verbessern. Betreut und begutachtet wurde die Arbeit von Professor Marco Durante, Leiter der GSI-Biophysik und Professor Thomas Aumann, Leiter der GSI-Abteilung Kernreaktionen. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-3368 Thu, 10 Jan 2019 09:55:12 +0100 Ein Jahr der Jubiläen – Neues Programm der öffentlichen Vortragsreihe „Wissenschaft für Alle“ https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=3368&cHash=c5af5a34ca9c3d47e4f190fb47a82ea7 Die öffentliche Vortragsreihe „Wissenschaft für Alle“ von GSI und FAIR in Darmstadt startet am 23. Januar 2019 mit ihrem neuen Vortragsprogramm. Den Auftakt macht Ulf von Rauchhaupt von der Frankfurter Allgemeinen Sonntagszeitung mit seinem Vortrag "Die Ordnung der Stoffe – Geschichte und Geschichten rund um das Periodensystem der chemischen Elemente". Der Vortrag läutet ein besonderes Ganzjahresprogramm für die Vortragsreihe ein: Das Jahr 2019 ist ein Jahr der Jubiläen. Die öffentliche Vortragsreihe „Wissenschaft für Alle“ von GSI und FAIR in Darmstadt startet am 23. Januar 2019 mit ihrem neuen Vortragsprogramm. Den Auftakt macht Ulf von Rauchhaupt von der Frankfurter Allgemeinen Sonntagszeitung mit seinem Vortrag "Die Ordnung der Stoffe – Geschichte und Geschichten rund um das Periodensystem der chemischen Elemente". Der Vortrag läutet ein besonderes Ganzjahresprogramm für die Vortragsreihe ein: Das Jahr 2019 ist ein Jahr der Jubiläen.

Nicht nur feiert GSI im Jahr 2019 seinen 50. Geburtstag, und die Mondlandung jährt sich zum 50. Mal. Auch hat die UNESCO das Internationale Jahr des Periodensystems der Elemente für 2019 ausgerufen. Das Jubiläumsprogramm steht daher ganz im Zeichen der bei GSI entdeckten sechs chemischen Elemente – zu jedem GSI-Element wird ein Vortrag über den Namensgeber gehalten. Abgeru