GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH https://www.gsi.de/ GSI RSS-Feed de-de TYPO3 News Mon, 26 Sep 2022 19:08:58 +0200 Mon, 26 Sep 2022 19:08:58 +0200 TYPO3 EXT:news news-5427 Sat, 24 Sep 2022 09:01:00 +0200 Summer Student Program wieder zurück https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5427&cHash=08c2ec1f9fad715d604d1d6e17217f48 Nach zwei Jahren pandemiebedingter Pause, kamen dieses Jahr wieder 30 Studierende aus 16 Ländern für das Summer Student Program zu GSI und FAIR. Sie verbrachten acht Wochen auf dem Campus, lernten dabei die Experimente und Forschungsbereiche von GSI und FAIR kennen und erlebten den Arbeitsalltag an einem internationalen Beschleunigerlabor. Nach zwei Jahren pandemiebedingter Pause, kamen dieses Jahr wieder 30 Studierende aus 16 Ländern für das Summer Student Program zu GSI und FAIR. Sie verbrachten acht Wochen auf dem Campus, lernten dabei die Experimente und Forschungsbereiche von GSI und FAIR kennen und erlebten den Arbeitsalltag an einem internationalen Beschleunigerlabor.

Jedes Jahr bietet das Summer Student Program einen Einblick in die Forschung an einem Teilchenbeschleuniger. „Das Programm hat meine Erwartungen weit übertroffen“, sagte Julia Świątkowska, Teilnehmerin aus Warschau, am Ende des achtwöchigen Programms. „Die Menschen waren fantastisch, die Projekte und zusätzlichen Aktivitäten unglaublich interessant. Insgesamt hat die Erfahrung bei GSI meinen Geist für eine ganz neue Welt der Wissenschaft geöffnet."

Alle Sommerstudierenden arbeiteten in dieser Zeit bei einer Forschungsgruppe an einem kleinen eigenen wissenschaftlichen oder technischen Projekt aus dem laufenden Forschungsbetrieb. Die Thematik reichte dabei von der Atomphysik über Materialwissenschaften 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, standen dabei im Mittelpunkt. „Das Programm war eine unglaubliche Erfahrung, sowohl in Bezug auf das, was ich gelernt habe, als auch auf das, was ich mit Menschen erlebt habe, die ich immer als meine Freunde betrachten werde," sagte Pablo Garcia Gil aus Vigo, Spanien.

Viele der internationalen Studierenden kommen nach dem Summer Student Program für eine Master- oder Doktorarbeit bei GSI und FAIR zurück nach Darmstadt. Bereits zum 40. Mal fand das Summer Student Program statt, das in Zusammenarbeit mit der Doktorandenschule HGS-HIRe organisiert wird. Neben wissenschaftlichen Veranstaltungen standen eine Stadtralley, Sportangebote des GSI-Betriebssports und selbstorganisierte Unternehmungen in der Region auf dem Programm. In begleitenden Vorlesungen wurden das breite Forschungsspektrum von GSI und FAIR und die dabei erzielten wissenschaftlichen Resultate vorgestellt. (LW)

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Fotowettbewerb der Summer Students
 

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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5424 Tue, 20 Sep 2022 11:14:00 +0200 SHIP-Detektor im Deutschen Museum https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5424&cHash=0efd94a846337a9918f2ba89dd055d46 In der neuen Atomphysik-Ausstellung im Deutschen Museum in München ist seit Anfang Juli 2022 ein Teil der GSI-Geschichte zu sehen: Der SHIP-Detektor, mit dem die Elemente 107 bis 112 entdeckt wurden, und ein exemplarisches Targetrad sind ausgestellt. In der neuen Atomphysik-Ausstellung im Deutschen Museum in München ist seit Anfang Juli 2022 ein Teil der GSI-Geschichte zu sehen: Der SHIP-Detektor, mit dem die Elemente 107 bis 112 entdeckt wurden, und ein exemplarisches Targetrad sind ausgestellt.

Bei GSI wurden von 1981 bis 1996 sechs neue Elemente entdeckt. Ein Teil der Forschungsinstrumente, die diese Entdeckungen ermöglicht haben, sind nun auf der Museumsinsel in München öffentlich ausgestellt.

Um ein neues Element zu erzeugen, werden zwei Elemente verwendet, die auf der Erde natürlicherweise vorkommen. Das Element 110, Darmstadtium, wurde zum Beispiel durch die Verschmelzung von Nickel (Element 28) und Blei (Element 82) erzeugt (28+82=110). Hierfür werden bei GSI Ionen mit einem Teilchenbeschleuniger auf etwa 10 % der Lichtgeschwindigkeit gebracht und dann auf dünne Folien in einem Targetrad geschossen. Durch die hohe Geschwindigkeit wird die enorme Abstoßung der beiden Atomkerne überwunden und sie können zu einem neuen Element verschmelzen. Ein solches Targetrad ist nun im Deutschen Museum zu sehen, ebenso wie einer der Detektoren, der am sogenannten Geschwindigkeitsfilter SHIP (Separator for Heavy Ion reaction Products) bei GSI jahrelang im Einsatz war. Mit einer Kombination von sehr starken elektrischen und magnetischen Feldern trennte SHIP die durchs Vakuum fliegenden, elektrisch geladenen Reaktionsprodukte aufgrund ihrer unterschiedlichen Geschwindigkeit von den Projektilen (hier Nickel) ab. Nach der Trennung wurden die neuen Elemente in einem Halbleiter-Detektor aus Silizium, wie er jetzt ausgestellt ist, gestoppt und durch die Messung ihrer charakteristischen Alpha-Strahlung identifiziert. Auf diese Weise wurden die sechs neuen Elemente Bohrium (107), Hassium (108), Meitnerium (109), Darmstadtium (110), Roentgenium (111), Copernicium (112) entdeckt. (LW)

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Atomphysik-Ausstellung im Deutschen Museum

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Aktuelles
news-5422 Fri, 16 Sep 2022 08:01:00 +0200 GSI und FAIR auf den Highlights der Physik in Regensburg https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5422&cHash=a1283ad8af18307057eb0db6b028e814 Vom 19. September bis zum 24. September 2022 findet in Regensburg das Wissenschaftsfestival „Highlights der Physik“ statt. Zentrale Elemente der Veranstaltung sind die große Mitmachausstellung und Wissenschaftsshows sowie ein vielseitiges Vortragsprogramm. Für alle, die nicht live dabei sein können, gibt es ein umfangreiches Onlineangebot mit zahlreichen Live-Streams. Auch GSI und FAIR sind mit einem Stand vertreten und bieten unter dem Motto „Das Universum im Labor“ Wissen und Unterhaltung rund um die ... Vom 19. September bis zum 24. September 2022 findet in Regensburg das Wissenschaftsfestival „Highlights der Physik“ statt. Zentrale Elemente der Veranstaltung sind die große Mitmachausstellung und Wissenschaftsshows sowie ein vielseitiges Vortragsprogramm. Für alle, die nicht live dabei sein können, gibt es ein umfangreiches Onlineangebot mit zahlreichen Live-Streams. Auch GSI und FAIR sind mit einem Stand vertreten und bieten unter dem Motto „Das Universum im Labor“ Wissen und Unterhaltung rund um die zukünftige Teilchenbeschleunigeranlage FAIR, die derzeit bei GSI in Darmstadt entsteht.

Am GSI- und FAIR-Stand auf dem Neupfarrplatz locken zwei Spiele das Publikum an: Groß und Klein können selbst ausprobieren, wie ein Teilchenbeschleuniger funktioniert und wie man den Aufbau der Materie untersuchen kann, um so mehr über eines der größten Bauprojekte für die Grundlagenforschung zu erfahren. Wer nicht vor Ort in Regensburg sein kann, kann trotzdem teilnehmen: Die Ausstellung ist an drei Tagen per Live-Stream auf YouTube zu besuchen. Am Dienstag, dem 20. September, ist auch der Stand von GSI und FAIR dabei.

Den Auftakt zu dem einwöchigen Physik-Spektakel macht am 19. September die große Highlights-Show in der Donau-Arena mit Wissenschaft und Unterhaltung für die ganze Familie – mit atemberaubenden Experimenten, vorgeführt von hochkarätigen Gästen wie Harald Lesch. Den Abschluss der Veranstaltungswoche bildet ein besonderer Abendvortrag, in dem der Communicator-Preisträger Professor Metin Tolan der Frage nachgeht, ob Szenen aus James-Bond-Filmen überhaupt physikalisch möglich sind.

Veranstaltet werden die „Highlights der Physik“ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) und der Universität Regensburg. Die „Highlights der Physik“ wurden 2001 vom BMBF und der DPG ins Leben gerufen. In den vergangenen Jahren lockten sie bis zu 60.000 Besucher*innen an.

Zu allen Angeboten ist der Eintritt frei. Für die große „Highlights-Show“ in der Donau-Arena, „James Bond im Visier der Musik“ im Audimax der Universität Regensburg und für alle Vorträge sind kostenlose Einlasskarten erforderlich. Die Tickets sind unter highlights-physik.de/tickets erhältlich.
Viele Inhalte der „Highlights der Physik“ werden zusätzlich zum Besuch vor Ort auch online im Live-Stream und im Anschluss „on-demand“ zu sehen sein. (KG/BP)

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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5420 Thu, 15 Sep 2022 08:40:00 +0200 An den Grenzen der Chemie: Eigenschaften des bisher schwersten untersuchten Elements bei GSI/FAIR 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=5420&cHash=1cd6a1b70b574220c88fb0811c48dbbe Einem internationalen Forschungsteam ist es gelungen, an den Beschleunigeranlagen des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt neue Erkenntnisse über die chemischen Eigenschaften des superschweren Elements Flerovium – Element 114 – zu gewinnen. Die Messungen zeigen, dass es sich bei Flerovium um das flüchtigste Metall im Periodensystem handelt. Flerovium ist damit das schwerste Element des Periodensystems, das chemisch untersucht ist. Mit den Ergebnissen, die im Fachmagazin ... Gemeinsame Pressemitteilung des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung, des Helmholtz-Instituts Mainz und der Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Einem internationalen Forschungsteam ist es gelungen, an den Beschleunigeranlagen des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt neue Erkenntnisse über die chemischen Eigenschaften des superschweren Elements Flerovium – Element 114 – zu gewinnen. Die Messungen zeigen, dass es sich bei Flerovium um das flüchtigste Metall im Periodensystem handelt. Flerovium ist damit das schwerste Element des Periodensystems, das chemisch untersucht ist. Mit den Ergebnissen, die im Fachmagazin „Frontiers in Chemistry“ veröffentlicht sind, bestätigt GSI seine Führungsposition bei der Untersuchung der Chemie der superschweren Elemente und öffnet neue Perspektiven für die internationale Anlage FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research), die sich aktuell im Bau befindet.

Unter Federführung von Gruppen aus Darmstadt und Mainz wurden mithilfe der Beschleunigeranlagen von GSI/FAIR die beiden langlebigsten aktuell bekannten Flerovium-Isotope Flerovium-288 und Flerovium-289 erzeugt und am Experimentaufbau TASCA chemisch untersucht. Im Periodensystem steht Flerovium unterhalb des Schwermetalls Blei. Frühe Vorhersagen hatten aber postuliert, dass relativistische Effekte der hohen Ladung im Kern des superschweren Elements auf dessen Valenzelektronen zu einem edelgasähnlichen Verhalten führen, während neuere eher ein schwach metallisches Verhalten erwarten ließen. Zwei zuvor durchgeführte Chemieexperimente, eines davon 2009 bei GSI in Darmstadt, führten zu widersprüchlichen Interpretationen. Während aus den im ersten Experiment beobachteten drei Atomen auf ein edelgasähnliches Verhalten geschlossen wurde, deuteten die bei GSI gewonnenen Daten anhand von zwei Atomen auf metallischen Charakter. Die beiden Experimente waren nicht in der Lage, den Charakter zweifelsfrei festzulegen. Die neuen Ergebnisse zeigen, dass Flerovium wie erwartet reaktionsträge, aber bei geeigneten Bedingungen in der Lage ist, stärkere chemische Bindungen als Edelgase zu bilden. Flerovium ist folglich das flüchtigste Metall im Periodensystem.

Flerovium ist somit das schwerste chemische Element, dessen Charakter experimentell untersucht ist. Mit der Bestimmung der chemischen Eigenschaften bestätigen GSI/FAIR ihre führende Position in der Erforschung der superschweren Elemente. „Die Erforschung der Grenzen des Periodensystems stellen seit Beginn bei GSI und künftig auch bei FAIR einen Pfeiler des Forschungsprogramms dar. Dass anhand einiger weniger Atome bereits erste grundlegende chemische Eigenschaften erforscht werden können und damit einen Hinweis geben, wie sich größere Mengen dieser Substanzen verhalten würden, ist faszinierend und der leistungsfähigen Beschleunigeranlage sowie der Expertise der weltweiten Kollaboration zu verdanken“, führt Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR, aus. „Mit FAIR holen wir das Universum ins Labor und untersuchen die Grenzen der Materie, auch der chemischen Elemente.“

Sechs Wochen Experimentierbetrieb

Die bei GSI/FAIR durchgeführten Experimente zur Klärung des chemischen Charakters von Flerovium dauerten insgesamt sechs Wochen. Dazu wurden jede Sekunde vier Billionen Calcium-48-Ionen vom GSI-Linearbeschleuniger UNILAC auf zehn Prozent der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und auf ein Target mit Plutonium-244 geschossen, was zur Bildung von einigen wenigen Flerovium-Atomen pro Tag führte.

Die gebildeten Flerovium-Atome schossen aus dem Target in den gasgefüllten Rückstoß-Separator TASCA. In dessen Magnetfeld wurden die gebildeten Isotope Flerovium-288 und Flerovium-289, welche Lebensdauern im Bereich einer Sekunde aufweisen, vom intensiven Calcium-Ionenstrahl und von Nebenprodukten der Kernreaktion abgetrennt, durch eine dünne Folie in die Chemieapparatur gelenkt und in einer Helium/Argon-Gasmischung abgestoppt. Die Gasmischung transportierte die Atome in die Gaschromatographieapparatur COMPACT, in welcher sie zuerst mit Quarzoberflächen in Kontakt kamen. Sofern die Bindung an Quarz zu schwach war, wurden die Atome über Goldoberflächen weitertransportiert – erst solche, die auf Raumtemperatur gehalten waren, und danach über immer kältere bis etwa -160 °C. Die Oberflächen waren als dünne Beschichtung auf speziellen Kernstrahlungsdetektoren aufgebracht. Der Nachweis der einzelnen Atome erfolgte über die ortsaufgelöste Detektion des radioaktiven Zerfalls. Da die Zerfallsprodukte selbst nach kurzer Lebensdauer radioaktiv zerfallen, hinterlässt jedes Atom eine charakteristische Signatur von mehreren Ereignissen, aus welcher zweifelsfrei auf das Vorhandensein eines Flerovium-Atoms geschlossen werden kann.

Ein Atom pro Woche für die Chemie

„Dank der Kombination des TASCA-Separators, der chemischen Separation und der Detektion der radioaktiven Zerfälle sowie der technischen Weiterentwicklung der Gaschromatographieapparatur seit dem ersten Experiment ist es gelungen, die Effizienz zu erhöhen und die für die chemische Trennung notwendige Zeit soweit zu verringern, dass wir jede Woche ein Flerovium-Atom beobachten konnten“, erläutert Dr. Alexander Yakushev von GSI/FAIR, der Sprecher der internationalen Experimentkollaboration.

In der Datenanalyse wurden sechs solche Zerfallsketten gefunden. Da der Aufbau demjenigen aus dem ersten GSI-Experiment ähnelt, konnten die neu gewonnenen Daten mit den zwei damals beobachteten Atomen vereint und gemeinsam analysiert werden. Keine der Zerfallsketten erschien im Bereich des quarzbeschichteten Detektors, was darauf deutet, dass Flerovium keine substantielle Bindung mit Quarz eingeht. Stattdessen wurden alle innerhalb von weniger als einer Zehntelsekunde mit dem Gas in den goldbeschichteten Teil der Apparatur transportiert. Die acht Ereignisse bilden zwei Zonen: eine erste im Bereich der Goldoberfläche bei Raumtemperatur, und eine zweite im späteren Teil des Chromatographen, bei so tiefen Temperaturen, dass eine ganz dünne Eisschicht das Gold bedeckte, so dass die Adsorption auf Eis erfolgte.

Aus Experimenten mit Blei-, Quecksilber- und Radonatomen, welche als Vertreter der Schwermetalle, der schwach reaktiven Metalle sowie der Edelgase dienten, war bekannt, dass Blei mit Quarz eine starke Bindung eingeht, während Quecksilber den Golddetektor erreicht. Radon fliegt bei Raumtemperatur sogar über den ersten Teil des Golddetektors und wird erst bei den tiefsten Temperaturen teilweise festgehalten. Mit diesem Verhalten konnten die Flerovium-Ergebnisse verglichen werden.

Offensichtlich wurden zwei Arten der Wechselwirkung einer Flerovium-Spezies mit der Goldoberfläche beobachtet. Die Abscheidung auf Gold bei Raumtemperatur deutet auf die Ausbildung einer verhältnismäßig starken chemischen Bindung hin, wie sie bei Edelgasen nicht auftritt. Andererseits scheint ein Teil der Atome nie die Gelegenheit zur Bildung solcher Bindungen gehabt zu haben und wurde über lange Strecken der Goldoberfläche transportiert, bis zu den tiefsten Temperaturen. Dieser Detektorbereich stellt eine Falle für alle Elementarten dar. Dieses komplizierte Verhalten ist durch die Morphologie der Goldoberfläche erklärbar: Sie besteht aus kleinen Goldclustern, an deren Grenzen sehr reaktive Stellen auftreten, welche offenbar dem Flerovium eine Bindung ermöglichen. Dass ein Teil der Flerovium-Atome den kalten Bereich erreichen konnte, deutet darauf hin, dass nur die Atome, die auf solche Stellen trafen, eine Bindung eingingen, im Gegensatz zu Quecksilber, das auf jeden Fall auf Gold zurückgehalten wurde. Damit ist die chemische Reaktivität von Flerovium schwächer als diejenige des flüchtigen Metalls Quecksilber. Die aktuellen Daten können nicht vollständig ausschließen, dass die erste Abscheidezone auf Gold bei Raumtemperatur auf die Bildung von Flerovium-Molekülen zurückzuführen ist. Auch aus dieser Hypothese folgt, dass Flerovium chemisch reaktiver ist als ein Edelgaselement.

Internationale und interdisziplinäre Zusammenarbeit als Schlüssel zum Verständnis

Das exotische Plutonium-Targetmaterial zur Herstellung des Fleroviums wurde teilweise durch das Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), USA, zur Verfügung gestellt. Im Department Chemie am Standort TRIGA der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) wurde das Material elektrolytisch auf dünne, bei GSI/FAIR hergestellte Titanfolien abgeschieden. „Es ist weltweit nicht viel von diesem Material verfügbar, und wir haben das Glück, dass wir es für diese Experimente verwenden konnten, die sonst nicht möglich wären“, sagt Dr. Dawn Shaughnessy, Leiterin der Abteilung für Kern- und Chemische Wissenschaften bei LLNL. „Diese internationale Zusammenarbeit bringt Fähigkeiten und Fachwissen aus der ganzen Welt zusammen, um schwierige wissenschaftliche Probleme zu lösen und langjährige Fragen zu beantworten, wie beispielsweise die chemischen Eigenschaften von Flerovium.“

„Unser Beschleunigerexperiment wurde durch eine detaillierte Untersuchung der Detektoroberfläche in Zusammenarbeit mit mehreren GSI-Abteilungen sowie dem Department Chemie und dem Institut für Physik an der JGU ergänzt. Dies hat sich als Schlüssel zum Verständnis des chemischen Charakters von Flerovium erwiesen. Damit sind nun auch die Daten der beiden früheren Experimente verständlich und mit unseren neuen Schlussfolgerungen kompatibel“, sagt Christoph Düllmann, Professor für Kernchemie an der JGU und Leiter der Arbeitsgruppen bei GSI und am Helmholtz-Institut Mainz (HIM), einer Kooperation von GSI und JGU.

Wie sich die relativistischen Effekte auf seine Nachbarn, die ebenfalls erst in den letzten Jahren offiziell anerkannten Elemente Nihonium (Element 113) und Moscovium (Element 115) auswirken, ist Gegenstand nachfolgender Experimente. Dabei wurden im Rahmen des FAIR-Phase-0-Programms bei GSI bereits erste Daten gewonnen. Weiterhin erwarten die Forschenden, dass deutlich stabilere Flerovium-Isotope existieren, allerdings sind diese bisher nicht gefunden worden. Die Forschenden wissen nun allerdings schon, dass sie ein metallisches Element zu erwarten haben.

An dem Experiment waren neben GSI/FAIR und JGU auch das HIM, die Universität Liverpool (UK), die Universität Lund (Schweden), die Universität Jyväskyla (Finnland), die Universität Oslo (Norwegen), das Institut für Elektronentechnologie (Polen), das Lawrence Livermore National Lab (USA), das Saha Institute of Nuclear Physics und das Indian Institute of Technology Roorkee (Indien), die Joint Atomic Energy Agency und das Forschungszentrum RIKEN (Japan) sowie die Australische Nationalunversität (Australien) beteiligt. (CP)

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FAIR News (DEU) Presse Aktuelles FAIR
news-5418 Mon, 12 Sep 2022 10:00:00 +0200 Erforschung kosmischer Strahlung im Mittelpunkt: Summer School von ESA und FAIR wieder als Präsenzveranstaltung https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5418&cHash=cbeb85fa94e04508617861b794a0ef7a Es ist eines der hochkarätigsten Ausbildungsangebote für internationale Nachwuchswissenschaftler*innen und hat in der internationalen Gemeinschaft bereits hohe Aufmerksamkeit erregt: Aktuell kommen 19 junge Forschende aus zehn Ländern während der „ESA-FAIR Radiation Summer School 2022“ zusammen, um sich intensiv mit dem Thema kosmische Strahlung auseinanderzusetzen. Nach zwei Jahren Video-School gibt es wieder eine Präsenzveranstaltung in Darmstadt. Die Sommerschule für Strahlenforschung wurde... Es ist eines der hochkarätigsten Ausbildungsangebote für internationale Nachwuchswissenschaftler*innen und hat in der internationalen Gemeinschaft bereits hohe Aufmerksamkeit erregt: Aktuell kommen 19 junge Forschende aus zehn Ländern während der „ESA-FAIR Radiation Summer School 2022“ zusammen, um sich intensiv mit dem Thema kosmische Strahlung auseinanderzusetzen. Nach zwei Jahren Video-School gibt es wieder eine Präsenzveranstaltung in Darmstadt. Die Sommerschule 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 Astronaut*innen 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 Einrichtung der Summer School ist ein direktes Ergebnis der engen Kooperation zwischen ESA und FAIR zur Erforschung kosmischer Strahlung: Seit vielen Jahren betreibt die ESA Weltraumstrahlungsforschung am GSI-Teilchenbeschleuniger in Darmstadt. 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 noch höhere Energien für die Simulation kosmischer Strahlung zur Verfügung stehen und bahnbrechende neue Erkenntnisse ermöglichen.

Vor dem Hintergrund dieser zukunftsweisenden Forschungsmöglichkeiten können die Teilnehmenden der Summer School in einer einzigartigen Kombination aus Vortragsveranstaltungen und praktischen Workshops ihr Wissen rund um das Thema Strahlenforschung vertiefen. Die Summer School wird auf dem Gelände des ESA-Satellitenkontrollzentrums ESOC und auf dem GSI- und FAIR-Campus abgehalten. Ziel ist es, Studierende in der grundlegenden Schwerionen-Biophysik für Anwendungen sowohl auf der Erde als auch im Weltraum auszubilden. Die ESA-FAIR Radiation Summer School leistet damit wichtige Beiträge zur Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der biomedizinischen und biophysikalischen Anwendungen von Schwerionen in Europa. Schwerpunktthemen der zweiwöchigen Veranstaltung sind Weltraumforschungsaktivitäten bei der ESA, Physik der Weltraumstrahlung, Biologie der Weltraumstrahlung, angewandte Physik bei GSI/FAIR, Teilchenbeschleuniger und Partikeltherapie.

Das wissenschaftlich hochkarätige Programm, eröffnet von Dr. Dr. Jennifer Ngo-Anh vom ESA-Direktorat für astronautische und robotische Weltraumexploration und Professor Marco Durante, Leiter der GSI-Abteilung Biophysik, beinhaltet unter anderem Vorträge von Expert*innen wie dem ehemaligen Astronauten Thomas Reiter und dem früheren ESA-Generaldirektor Johann-Dietrich Wörner, Besichtigungen von Einrichtungen in Darmstadt und praktische Schulungen und Forschungsmöglichkeiten bei GSI/FAIR. Bei der ESA-FAIR Radiation Summer School werden die Teilnehmenden auch schriftliche Prüfungen ablegen und Teamarbeiten durchführen, die von den Dozenten evaluiert und bewertet werden. (BP)

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ESA-FAIR Radiation Summer School

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Aktuelles FAIR
news-5414 Fri, 09 Sep 2022 10:00:00 +0200 Großer Fortschritt am Ringbeschleuniger SIS18: Erstmals Booster-Betrieb demonstriert https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5414&cHash=2ba082e7fff60d0238cdba2930406358 Der Ringbeschleuniger SIS18 auf dem Campus bei GSI/FAIR leistet seit Jahren Powerarbeit bei der Beschleunigung von Ionen. Derzeit wird er aufgerüstet für die zentrale Aufgabe, die er für das künftige Beschleunigerzentrum FAIR übernehmen wird: Er wird als Injektor für den großen FAIR-Ringbeschleuniger SIS100 dienen, dem Herzstück der FAIR-Anlage, die derzeit bei GSI entsteht. Zum ersten Mal konnte nun ein Booster-Betrieb am SIS18 realisiert werden, mit dem die hohe Wiederholrate erreicht wurde, die... Der Ringbeschleuniger SIS18 auf dem Campus bei GSI/FAIR leistet seit Jahren Powerarbeit bei der Beschleunigung von Ionen. Derzeit wird er aufgerüstet für die zentrale Aufgabe, die er für das künftige Beschleunigerzentrum FAIR übernehmen wird: Er wird als Injektor für den großen FAIR-Ringbeschleuniger SIS100 dienen, dem Herzstück der FAIR-Anlage, die derzeit bei GSI entsteht. Zum ersten Mal konnte nun ein Booster-Betrieb am SIS18 realisiert werden, mit dem die hohe Wiederholrate erreicht wurde, die in Zukunft zum Erreichen der höchsten Intensitäten bei FAIR notwendig ist.

Mit den zukünftigen Anforderungen für FAIR wird sich die Betriebsweise des SIS18 grundsätzlich vom bisherigen Betrieb zur Belieferung von Experimenten unterscheiden: Um die geplanten höchsten Intensitäten im fünfmal längeren SIS100 zu erzielen, muss das SIS18 innerhalb einer Sekunde viermal den Ionenstrahl beschleunigen und extrahieren. Daraus ergibt sich eine Wiederholrate von 2,7 Hertz. Das ist deutlich größer als die im Experimentbetrieb bisher übliche Rate von maximal 1 Hertz. Der Betrieb mit den für FAIR vorgesehenen schweren Ionen mit niedrigen Ladungszuständen (nur mit ihnen kann man höchste Intensitäten erreichen) erhöht dabei die Anforderungen an die Geräte zusätzlich.

Um den Booster-Betrieb zu ermöglichen, der bisher zur Bedienung des laufenden Experimentierprogrammes bei GSI nicht erforderlich war, wurden in den vergangenen 15 Jahren verschiedene technische Veränderungen im Rahmen eines umfangreichen Upgrade-Programms vorgenommen. Dabei wurde insbesondere die Leistungsfähigkeit der Hauptstromversorgungen und der Hochfrequenz-Beschleunigungssysteme verbessert, um die für den Booster-Betrieb notwendige Verkürzung des Beschleunigungszyklus zu erreichen.

Die Realisierung der hohen Anstiegsrate des Magnetfeldes in den Umlenkmagneten des SIS18 von zehn Tesla pro Sekunde ist sehr anspruchsvoll, weil dafür der Magnetstrom mit einer Rate von 19 000 Ampere pro Sekunde auf einen Maximalstrom von 3500 Ampere gebracht werden muss. Dabei darf der durch das Netzgerät erzeugte Strom vom vorgegebenen Verlauf zu jedem Zeitpunkt nicht mehr als 0,01 Prozent abweichen. Diese Anforderungen lassen sich nur durch spezielle Netzgeräte mit herausragenden Regeleigenschaften erfüllen. Die Hochfrequenzanlagen des SIS18 wiederum wurden um eine Gruppe von breitbandigen MA-Kavitäten erweitert, die zusammen eine Beschleunigungsspannung von 40 Kilovolt im Frequenzbereich von 0,4 bis 1,6 Megahertz zur Verfügung stellen. Erst mit diesen Kavitäten kann die Energie niedrig geladener Schwerionen pro Umlauf ausreichend erhöht werden, um der schnellen Magnetrampe zu folgen.

Nimmt man alle Geräte zusammen, erreicht das SIS18 im Booster-Betrieb Pulsleistungen im Bereich von 50 Megawatt. Die Besonderheit des SIS18 ist dabei, dass es im Unterschied zu anderen sehr schnell gepulsten Synchrotrons nicht als Teil eines Schwingkreises aufgebaut ist und dadurch mit einer festen Wiederholfrequenz immer gleiche Pulse liefert. Vielmehr bietet es die Flexibilität, die Einstellungen aller Geräte zur Bedienung der verschiedenen Experimente von Zyklus zu Zyklus zu ändern.

Neben den technischen Anforderungen an die Geräte des SIS18 bringt der Booster-Betrieb aufgrund seiner hohen Wiederholrate auch neue Herausforderungen für die Systeme zur zeitlichen Ablaufsteuerung mit sich. So muss sichergestellt werden, dass die vier Injektionen aus dem Linearbeschleuniger UNILAC genau dann erfolgen, wenn das SIS18 für die Injektion bereit ist, ohne wie im Normalbetrieb an dieser Stelle warten zu müssen. Um den Booster-Betrieb zu demonstrieren, wurden die Steuerungssysteme daher so angepasst, dass die Injektionen mit einem bekannten Verfahren durchgeführt werden konnten, welches bisher bei der sogenannten „Multi-Multiturn-Injektion“ zum Einsatz kam. Mit diesem Zwischenschritt konnte erstmalig ein U28+-Strahl mit einer Wiederholrate von 2,3 Hertz beschleunigt und extrahiert werden.

Nach dieser ersten erfolgreichen Booster-Demonstration sind im nächsten Schritt für die routinemäßige Realisierung des Booster-Betriebes noch weitere umfangreiche Entwicklungen im Kontrollsystem für FAIR erforderlich. Insbesondere muss das Timing-System für den UNILAC erneuert werden, um den unabhängigen Parallelbetrieb des UNILAC mit denjenigen Randbedingungen zu vereinen, die sich durch die Synchronisierung mit dem SIS18 im Booster-Betrieb ergeben. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-5416 Thu, 08 Sep 2022 12:12:46 +0200 Sommerreise: Arbeitskreis für Wissenschaft und Kunst der CDU-Fraktion im Hessischen Landtag besucht 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=5416&cHash=d7cbe6453b03dd73bae14bfd0261b004 Der Arbeitskreis für Wissenschaft und Kunst der CDU-Fraktion im Hessischen Landtag besuchte GSI/FAIR vor Kurzem im Rahmen seiner Sommerreise. Die vier Landtagsmitglieder Dr. Ralf-Norbert Bartelt, Andreas Hofmeister, Michael Reul und Frank Steinraths wurden begleitet durch den CDU-Bundestagsabgeordneten Dr. Michael Meister sowie durch Natalie Krause, Landesvorsitzende des Rings Christlich-Demokratischer Studenten Hessen. Begrüßt wurden die Gäste durch Jörg Blaurock, Technischer Geschäftsführer von GSI ... Der Arbeitskreis für Wissenschaft und Kunst der CDU-Fraktion im Hessischen Landtag besuchte GSI/FAIR vor Kurzem im Rahmen seiner Sommerreise. Die vier Landtagsmitglieder Dr. Ralf-Norbert Bartelt, Andreas Hofmeister, Michael Reul und Frank Steinraths wurden begleitet durch den CDU-Bundestagsabgeordneten Dr. Michael Meister sowie durch Natalie Krause, Landesvorsitzende des Rings Christlich-Demokratischer Studenten Hessen. Begrüßt wurden die Gäste durch Jörg Blaurock, Technischer Geschäftsführer von GSI und FAIR, und Dr. Ulrich Breuer, Administrativer Geschäftsführer von GSI und FAIR, sowie Jutta Leroudier von der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit. Im Rahmen einer Einführung informierten sich die Teilnehmenden über die bestehenden GSI-Beschleuniger- und Forschungsanlagen und den Bau des internationalen FAIR-Projekts.

Auf einer Tour über den GSI/FAIR-Campus nahmen die Gäste im Anschluss auf der FAIR-Aussichtsplattform den Baufortschritt in Augenschein. Weitere Stationen waren der Teststand für die supraleitenden Magnete des FAIR-Beschleunigers SIS100, der Green IT Cube – das durch Wasserkühlung besonders energieeffiziente Höchstleistungsrechenzentrum, das mit dem „Blauen Engel“ ausgezeichnet wurde – sowie das HADES-Experiment. (CP)

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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5412 Sun, 04 Sep 2022 07:59:00 +0200 Darmstädter Stadtrat Holger Klötzner besucht 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=5412&cHash=7144e026129b6ef65105af4d68fb0328 Der Darmstädter Stadtrat Holger Klötzner, Dezernent für Digitalisierung und Schulen, war, begleitet von Referent Dominik Pollozek, zu einem Besuch bei GSI/FAIR zu Gast. Die Gäste wurden begrüßt durch Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR, und Dr. Ulrich Breuer, Administrativer Geschäftsführer von GSI und FAIR, sowie Carola Pomplun von der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit und Dr. Kathrin Göbel aus dem Outreach Office. Im Rahmen einer Einführung informierte sich ... Der Darmstädter Stadtrat Holger Klötzner, Dezernent für Digitalisierung und Schulen, war, begleitet von Referent Dominik Pollozek, zu einem Besuch bei GSI/FAIR zu Gast. Die Gäste wurden begrüßt durch Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR, und Dr. Ulrich Breuer, Administrativer Geschäftsführer von GSI und FAIR, sowie Carola Pomplun von der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit und Dr. Kathrin Göbel aus dem Outreach Office. Im Rahmen einer Einführung informierte sich Holger Klötzner über die bestehenden GSI-Beschleuniger- und Forschungsanlagen und den Bau des internationalen FAIR-Projekts sowie über das Höchstleistungsrechenzentrum Green IT Cube und die Aktivitäten im Educational Outreach insbesondere für Schulen.

Auf einer Tour über das FAIR-Baufeld nahm er im Anschluss den Baufortschritt in Augenschein und besichtigte das Tunnelbauwerk für den SIS100-Beschleuniger, das Gebäude für das Großexperiment zur Untersuchung komprimierter Kernmaterie CBM und das sogenannte Kreuzungsbauwerk. Auf dem GSI/FAIR-Campus besuchte er den Green IT Cube – das durch Wasserkühlung besonders energieeffiziente Höchstleistungsrechenzentrum, das mit dem „Blauen Engel“ ausgezeichnet wurde – sowie den Experimentierspeicherring ESR und das HADES-Experiment. (CP)

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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5410 Wed, 31 Aug 2022 10:00:00 +0200 Einen Tumor in weniger als einer Sekunde abtöten: FLASH-Strahlentherapie mit schweren Ionen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5410&cHash=42e3db7af36d90b8cc590943d397e809 Die Tumortherapie mit geladenen Teilchen ist eine der vielversprechendsten Anwendungen im Kampf gegen den Krebs. An der bestehenden Forschungsanlage des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung und des derzeit hier entstehenden internationalen Beschleunigerzentrums FAIR arbeiten die Forschenden daran, die Methode durch neue Technologien und Behandlungsabläufe weiter zu verbessern und noch schlagkräftiger zu machen. Das neue FLASH-Verfahren ist dabei ein vielversprechender Weg. Die Tumortherapie mit geladenen Teilchen ist eine der vielversprechendsten Anwendungen im Kampf gegen den Krebs. An der bestehenden Forschungsanlage des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung und des derzeit hier entstehenden internationalen Beschleunigerzentrums FAIR arbeiten die Forschenden daran, die Methode durch neue Technologien und Behandlungsabläufe weiter zu verbessern und noch schlagkräftiger zu machen. Das neue FLASH-Verfahren ist dabei ein vielversprechender Weg. Ein wichtiger Schritt zur Erforschung der Wirksamkeit dieses Verfahrens mit hochenergetischen Kohlenstoffionen ist nun gelungen. Darüber berichtet ein internationales Forschungsteam unter Leitung der GSI-Biophysik in „Radiotherapy and Oncology“, der offiziellen Zeitschrift der Europäischen Gesellschaft für Therapeutische Strahlenonkologie (European Society for Therapeutic Radiation Oncology, ESTRO). Die Ergebnisse konnten im Rahmen der Experimentierzeit FAIR-Phase 0 gewonnen werden.

Bei FLASH-Experimenten geht es um sehr kurze und sehr hoch-intensive Strahlenimpulse, bei denen die Behandlungsdosis in Zeitskalen von unter einer Sekunde abgegeben wird. Damit markiert der FLASH-Effekt einen potenziellen Durchbruch in der Strahlentherapie, da eine Bestrahlung mit ultrahoher Dosisrate das therapeutische Fenster erheblich erweitern kann. Tatsächlich zeigen präklinische Daten, dass die in weniger als einer Sekunde verabreichte Dosis den Tumor zerstört, aber das umliegende gesunde Gewebe verschont. Während diese Schonung des Normalgewebes bei hohen Dosen und kurzen Bestrahlungszeiten bereits mit Elektronen, Photonen und Protonen nachgewiesen wurde, beschränkten sich die Nachweise mit schweren Ionen wie Kohlenstoff bisher auf In-vitro-Zellexperimente. Nun konnte die Wirksamkeit der neuen FLASH-Strahlentherapie mit hochenergetischen Kohlenstoffionen, die mit ultrahoher Dosisleistung verabreicht werden, erstmals auch in lebenden Organismen unter Beweis gestellt werden.

Die Wissenschaftler*innen, zu denen neben dem Leiter der GSI-Abteilung Biophysik, Professor Marco Durante, und seinem Team auch Forschende der University of Naples Parthenope sowie des Deutschen Krebsforschungszentrums DKFZ und der Universität Heidelberg gehören, stellen in ihrer aktuellen Veröffentlichung diese ersten In-vivo-Ergebnisse vor. Das Forschungsteam um Hauptautor Dr. Walter Tinganelli (GSI) hat gezeigt, dass ein 150-Millisekunden-Impuls mit hochenergetischen Kohlenstoffionen die Toxizität für normales Gewebe im Vergleich zu konventioneller Bestrahlung mit mehr als einer Minute reduziert und den Krebs (ein Osteosarkom der Maus) abtötet. Darüber hinaus stellten die Forscher mit Überraschung fest, dass die FLASH-Bestrahlung die Zahl der vom Primärtumor gebildeten Lungenmetastasen verringert. FLASH mit Kohlenstoffionen ist also nicht nur in der Lage, das gesunde Gewebe in der Umgebung des Tumorziels zu schonen, sondern kann auch eine systemische Wirkung entfalten, die distale Metastasen zerstören kann.

Professor Durante, anerkannter Experte auf dem Gebiet der Teilchentherapie und erst kürzlich zum Präsidenten der internationalen Organisation „Particle Therapy Co-Operative Group (PTCOG)“ gewählt, fasst zusammen: „Wir haben den FLASH-Effekt mit hochenergetischen Kohlenstoff-Ionen zum ersten Mal in vivo nachgewiesen. Die Ergebnisse sind wichtig und sehr nützlich für das Verständnis der FLASH-Mechanismen und für mögliche Anwendungen der Ultrahochdosis-Teilchentherapie im klinischen Bereich. Um diese Laborexperimente in den klinischen Bereich zu übertragen, muss aber noch viel weitere Forschung erfolgen. Ziel ist es dabei immer, die zentrale Frage zu beantworten: Wie soll bestrahlt werden, um die effizientesten, die bestmöglichen Behandlungsmethoden zu bekommen im Kampf gegen den Krebs?“

Auch der Wissenschaftliche Geschäftsführer von GSI und FAIR, Professor Paolo Giubellino, ist erfreut über die vielversprechenden Ergebnisse, die während der Experimentierzeit FAIR-Phase 0 entstanden sind: „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 dafür. Zudem zeigen die vorliegenden Ergebnisse das große Potenzial der Kohlenstoffionentherapie, für die GSI Pionierarbeit geleistet hat. Auch in den nächsten Jahren wird 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 "Radiotherapy and Oncology" (Englisch)

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Presse Aktuelles FAIR
news-5408 Mon, 29 Aug 2022 08:09:00 +0200 FAIR im Fokus – Vortragsreihe „Wissenschaft für Alle“ von GSI und FAIR als Hybridformat https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5408&cHash=cc4e0802abbaefa05504fc85d068a3ed Im zweiten Halbjahr des Jahres 2022 wird die Vortragsreihe „Wissenschaft für Alle“ von GSI und FAIR als Hybridformat fortgesetzt. Interessierte können entweder nach Voranmeldung an der Präsenzveranstaltung im Hörsaal von GSI/FAIR teilnehmen oder sich mit einem internetfähigen Gerät wie beispielsweise einem Laptop, Mobiltelefon oder Tablet über einen Einwahllink in die Übertragung der Veranstaltung per Videokonferenz einwählen. Das Programm beginnt am Mittwoch, dem 14. September 2022, mit einem Vortrag ... Im zweiten Halbjahr des Jahres 2022 wird die Vortragsreihe „Wissenschaft für Alle“ von GSI und FAIR als Hybridformat fortgesetzt. Interessierte können entweder nach Voranmeldung an der Präsenzveranstaltung im Hörsaal von GSI/FAIR teilnehmen oder sich mit einem internetfähigen Gerät wie beispielsweise einem Laptop, Mobiltelefon oder Tablet über einen Einwahllink in die Übertragung der Veranstaltung per Videokonferenz einwählen. Das Programm beginnt am Mittwoch, dem 14. September 2022, mit einem Vortrag von Jörg Blaurock, dem Technischen Geschäftsführer von GSI/FAIR, über das Bauprojekt für den Teilchenbeschleuniger FAIR, der aktuell bei GSI entsteht.

In den weiteren Vorträgen geht es um die Wirkungsweisen und Anwendungsmöglichkeiten von Kernspins sowie um das Experiment miniCBM, das als Vorläufer für das FAIR-Großexperiment zur Untersuchung komprimierter Kernmaterie (CBM) bereits an der GSI-Beschleunigeranlage in Betrieb ist. Zum Jahresabschluss im Dezember wird im traditionellen Weihnachtsvortrag über die diesjährigen wissenschaftlichen Experimente während der jüngsten Betriebsphase der GSI/FAIR-Beschleunigeranlage berichtet.

Die Vorträge beginnen jeweils um 14 Uhr. Weitere Information über Anmeldung, 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)

Aktuelles Programm:
  • Mittwoch, 14.09.2022, 14 Uhr
    Großbaustelle FAIR: Fortschritt und Herausforderungen beim Bau eines Forschungsbeschleunigers der Spitzenklasse
    Jörg Blaurock, Technischer Geschäftsführer GSI/FAIR
     
  • Mittwoch, 19.10.2022, 14 Uhr
    Kernspins: Kleine Wechselwirkungen, große Ergebnisse
    Gerd Buntkowsky, Technische Universität Darmstadt
     
  • Mittwoch, 16.11.2022, 14 Uhr
    mCBM@SIS18 – Auf dem Weg zum großem FAIR-Experiment
    Christian Sturm, GSI/FAIR
     
  • Mittwoch, 14.12.2022, 14 Uhr
    Wer strahlte denn da? – Einblick in den wissenschaftlichen Experimentierbetrieb an GSI/FAIR in 2022
    Daniel Severin, GSI, et al.
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FAIR News (DEU) Presse Aktuelles FAIR
news-5406 Thu, 25 Aug 2022 18:23:26 +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=5406&cHash=042091cb831946ae5f5e6695e3fc9515 Eine Übersicht über die neuesten Entwicklungen bei GSI/FAIR und die wissenschaftlichen Aktivitäten auf dem Campus waren zentrale Themen beim Besuch des Bundestagsabgeordneten Marcus Bühl. Der AfD-Politiker aus Illmenau ist Mitglied im Haushaltsausschuss des Deutschen Bundestages und Stellvertretendes Mitglied im Ausschuss für Inneres und Heimat. Empfangen wurde er von Prof. Dr. Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR, und Jörg Blaurock, Technischer Geschäftsführer von GSI... Eine Übersicht über die neuesten Entwicklungen bei GSI/FAIR und die wissenschaftlichen Aktivitäten auf dem Campus waren zentrale Themen beim Besuch des Bundestagsabgeordneten Marcus Bühl. Der AfD-Politiker aus Illmenau ist Mitglied im Haushaltsausschuss des Deutschen Bundestages und Stellvertretendes Mitglied im Ausschuss für Inneres und Heimat. Empfangen wurde er von Prof. Dr. Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR, und Jörg Blaurock, Technischer Geschäftsführer von GSI und FAIR, sowie Dr. Ingo Peter, Leiter der Öffentlichkeitsarbeit von GSI und FAIR.

Neben Informationen zum Wissenschaftsbetrieb und zum Fortschritt des FAIR-Projekts gehörte eine Besichtigung zum Besuchsprogramm. Zunächst erhielt Marcus Bühl Einblicke über neuentwickelte und fertiggestellte Hightech-Komponenten für die FAIR-Beschleunigeranlage. Anschließend stand die Begehung der FAIR-Baustelle auf dem Programm. Dazu gehörten unter anderem der unterirdische Beschleuniger-Ringtunnel, das zentrale Bauwerk für die Strahlführung und -verteilung (Kreuzungsbauwerk) sowie die Gebäude für den Experimentierplatz CBM und die Experimentierplätze NUSTAR. Auch der Teststand für supraleitende Beschleunigermagneten wurde besichtigt. Dort werden vor allem Hightech-Komponenten für FAIR geprüft, unter anderem die Dipolmagneten für den Ringbeschleuniger SIS100.

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Aktuelles FAIR
news-5404 Tue, 23 Aug 2022 11:37:50 +0200 25 Jahre Wissenschaftsstadt: GSI/FAIR-Beteiligung bei Jubiläumsaktion https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5404&cHash=67c828463ee92b687799dd36424f5cd7 Die Stadt Darmstadt begeht in diesem Jahr ein besonderes Jubiläum: Seit August 1997 trägt sie – als seinerzeit erste in Deutschland – den Ehrentitel Wissenschaftsstadt. Für das Jubiläumsjahr hat die Wissenschaftsstadt Darmstadt die Aktion „Auf den Punkt gebracht: Wissensorte in Darmstadt“ ins Leben gerufen, bei der sich alle wissenschaftlichen Institutionen in Darmstadt mit eigenen Programmpunkten beteiligen können. Auch das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und das derzeit bei GSI ... Die Stadt Darmstadt begeht in diesem Jahr ein besonderes Jubiläum: Seit August 1997 trägt sie – als seinerzeit erste in Deutschland – den Ehrentitel Wissenschaftsstadt. Für das Jubiläumsjahr hat die Wissenschaftsstadt Darmstadt die Aktion „Auf den Punkt gebracht: Wissensorte in Darmstadt“ ins Leben gerufen, bei der sich alle wissenschaftlichen Institutionen in Darmstadt mit eigenen Programmpunkten beteiligen können. Auch das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und das derzeit bei GSI entstehende internationale Beschleunigerzentrum FAIR sind in der Woche bis zum 26. August bei der Aktion dabei.

Beim Jubiläum der Wissenschaftsstadt darf GSI/FAIR nicht fehlen: Schließlich steht GSI in Darmstadt seit mehr als 50 Jahren für Spitzenforschung, die weltweit führend und zugleich mit der Region verwurzelt ist und das Profil der Wissenschaftsstadt Darmstadt mitprägt. Und mit FAIR sind die wegweisenden Weichen in die Zukunft gestellt: Das Beschleunigerzentrum FAIR ermöglicht es Wissenschaftler*innen, die Vielfalt des Universums gleichsam ins Labor zu holen, um fundamentale Fragen wie die Entstehung der chemischen Elemente und die Entwicklung des Universums zu untersuchen.

Mit FAIR wird die internationale Dimension noch einmal deutlich erweitert: Von Anfang an hat GSI Forschende aus der ganzen Welt angezogen und nach Darmstadt gebracht. Viele weitere werden für die zukünftige internationale Einrichtung FAIR hierherkommen, um exzellente Wissenschaft auf Weltniveau zu betreiben. Dies ist auch ein Beitrag zur Sichtbarkeit von Darmstadt als Wissenschaftsstadt auf internationaler Ebene.

Ziel der aktuellen Jubiläumsaktion „Auf den Punkt gebracht“ ist es, wissenschaftliche Einrichtungen in Darmstadt sichtbar und erlebbar zu machen. Ein symbolischer „Wissenspunkt“ ist dabei ähnlich einem Staffelstab seit Juni zu einer „Route der Wissensorte“ in Darmstadt unterwegs. An jedem Ort, an dem der „Wissenspunkt“ für einen oder mehrere Tage Halt macht, erwartet die Besucher*innen ein spannendes Programm. Die Aktion wird bis Oktober dauern.

Im Rahmen der Jubiläumsaktion konnten sich Interessierte bereits für einen Rundgang durch die einzigartige Teilchenbeschleunigeranlage bei GSI/FAIR anmelden, der am 25. August stattfindet (bereits ausgebucht). Auch auf Instagram und Facebook gibt es in den Tagen rund um den Besuch des „Wissenspunkts“ Spannendes zu entdecken und Wissenswertes zu erfahren. Interessierte haben Gelegenheit, auf abwechslungsreiche Weise hinter die Kulissen des Wissenschaftsbetriebs zu schauen und überraschende Einblicke in die Wissenschaft bei GSI/FAIR zu erhalten.

Die Tour des „Wissenspunktes“ und das Programm werden auf den Internetseiten der Stadt Darmstadt fortlaufend aktualisiert und erweitert. Dort gibt es eine Übersichtskarte, die zeigt, wo sich Darmstadts Wissensorte befinden. (BP)

Weitere Informationen

25 Jahre Wissenschaftsstadt Darmstadt

GSI/FAIR auf Instagram

GSI/FAIR auf Facebook

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Aktuelles FAIR
news-5389 Tue, 16 Aug 2022 08:27:00 +0200 Lange gesuchtes Teilchen aus vier Neutronen 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=5389&cHash=e121560022fad7ef8a7931174c0c61cb Einem internationalen Forschungsteam unter Beteiligung des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung ist es erstmals gelungen, ein isoliertes Vier-Neutronen-System zu erzeugen. Die Forschenden überwanden die experimentelle Herausforderung durch Einsatz einer neuen Methode. Diese Meldung basiert auf einer Pressemitteilung der Technischen Universität Darmstadt.

Einem internationalen Forschungsteam unter Beteiligung des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung ist es erstmals gelungen, ein isoliertes Vier-Neutronen-System zu erzeugen. Die Forschenden überwanden die experimentelle Herausforderung durch Einsatz einer neuen Methode.

Das Experiment wurde an der Beschleunigeranlage für radioaktive Strahlen (RIBF) am RIKEN-Forschungszentrum in Japan durchgeführt. Beteiligt an der großen internationalen Kollaboration unter Führung der Technischen Universität Darmstadt waren neben GSI auch Wissenschaftler*innen der TU München und des RIKEN Nishina Centers. Das Experiment lieferte ein zweifelfreies Signal für die erste Beobachtung des Tetra-Neutrons. Das Resultat wurde jetzt in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht.

Die Bausteine von Atomkernen sind die Nukleonen, die in zwei Arten vorkommen, den neutralen Neutronen und den positiv geladenen Protonen. Nach bisherigem Wissensstand existieren keine stabilen – oder gebundenen – Kerne, die ausschließlich aus Neutronen aufgebaut sind. Die einzigen bekannten gebundenen Systeme, die fast ausschließlich aus Neutronen bestehen, sind die Neutronensterne in unserem Universum mit einem typischen Radius von etwa zehn Kilometern. Diese Sterne werden durch die Gravitationskraft stabilisiert und weisen eine hohe Neutronendichte im Inneren auf. Atomkerne wiederum sind durch die starke Wechselwirkung gebunden, mit der Präferenz, die gleiche Zahl von Neutronen und Protonen zu binden – so wie man es von leichten, stabilen Kernen kennt, wie sie auf unserer Erde zu finden sind.

Neutronensterne besser verstehen

Die Erforschung von reinen Neutronensystemen ist aber von großer Bedeutung, da nur so experimentelle Erkenntnisse über die Wechselwirkung mehrerer Neutronen untereinander und damit über die nukleare Wechselwirkung an sich gewonnen werden können. Die Erforschung der bisher hypothetischen Systeme könnte zudem helfen, die Eigenschaften von Neutronen-Sternen besser zu verstehen. Herauszufinden, ob solche Neutronen-Systeme als ungebundene Kernzustände oder gar als gebundene Kerne vorliegen, ist daher ein seit langem bestehendes Bestreben der Kernphysik. Das Forschungsteam hat dazu nun einen neuen Anlauf genommen und eine neue experimentelle Methode eingesetzt, die sich von allen bisherigen Versuchen unterscheidet. Die Arbeit wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) über den Sonderforschungsbereich 1245 unterstützt.

“Dieser experimentelle Durchbruch liefert einen Referenzwert für die Theorie zum Verständnis der Wechselwirkungen von reinen Neutronen-Verbünden und damit auch der Eigenschaften neutronenreicher Kerne“, sagt Dr. Meytal Duer vom Institut für Kernphysik (IKP) an der TU Darmstadt. “Die nukleare Wechselwirkung zwischen mehr als zwei Neutronen konnte bisher nicht experimentell geprüft werden, während theoretische Vorhersagen zu sehr verschiedenen Ergebnissen führen. Wir planen nun ein Experiment der nächsten Generation an der R3B-Anlage bei FAIR, mit dem die direkte Messung der Korrelationen zwischen den vier Neutronen mit dem R3B-NeuLAND-Detektor möglich sein wird. Dies wird neue Erkenntnisse über die Natur dieses Vier-Neutronen Systems liefern.”

Die experimentelle Untersuchung von reinen Neutronen-Systemen stellt eine große Herausforderung dar. Denn es gibt keine Möglichkeit, ein Neutronen-Target herzustellen, also die Materie, die dem Teilchenstrahl ausgesetzt wird. Daher muss ein Multi-Neutronen-System, in dem die Neutronen untereinander über die kurzreichweitige Kernkraft (wenige Femtometer, 10-15 Meter) in Wechselwirkung treten können, in einer Aufprallreaktion von Atomkernen erzeugt werden. Die große Gefahr, dass die Wechselwirkung der Neutronen mit anderen an der Reaktion beteiligten Teilchen das eigentliche Signal verändert oder unsichtbar macht, wurde im Experiment durch den Einsatz eines hochenergetischen 8He-Strahls gelöst. Der 8He-Kern besteht aus einem kompakten Alpha-Teilchen (4He), das von den vier weiteren Neutronen in einer Wolke geringerer Dichte umgeben wird. Das Alpha-Teilchen wird nun in einer hochenergetischen Reaktion mit einem Proton in einem Flüssigwasserstoff-Target aus dem 8He-Kern herausgeschossen: Die verbleibenden vier Neutronen sind plötzlich frei und können einen Vier-Neutronen-Zustand bilden.

“Schlüssel zur erfolgreichen Entdeckung des Tetra-Neutrons waren die gewählte Reaktion und die gewählte Kinematik mit hohem Impulsübertrag, die die Neutronen von den geladenen Teilchen im Impulsraum unverzüglich separiert“, sagt Professor Dr. Thomas Aumann, Leiter der Forschungsabteilung Kernreaktionen bei GSI/FAIR und Professor am IKP der TU Darmstadt. „Dies hat eine fast untergrundfreie Messung ermöglicht. Wir planen nun dieselbe Reaktion, aber mit einem 6He-Strahl an der RBIF, um die Neutron-Neutron-Wechselwirkung bei kleinen Energien präzise zu messen. Ein dafür geeigneter Neutronen-Detektor wird im Moment an unserer Universität gebaut.” (TUDa/CP)

Weitere Informationen
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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5402 Mon, 08 Aug 2022 10:40:53 +0200 „Tour der Hoffnung“: GSI/FAIR beteiligt sich bei Benefiz-Event für krebskranke Kinder https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5402&cHash=40db5d81f1047ecebb22c2a12cae1be4 GSI/FAIR engagiert sich bei der Benefiz-Radveranstaltung „Tour der Hoffnung“ zugunsten krebs- und leukämiekranker Kinder. Wenn die bundesweit bekannte Spendenaktion am 12. August 2022 um 15 Uhr am Bürgermeister-Pohl-Haus in Wixhausen Station macht, werden Vertreter*innen von GSI/FAIR und des Vereins zur Förderung der Tumortherapie mit schweren Ionen e.V. dabei sein. Sie informieren über die Krebstherapie mit Ionen und den aktuellen Stand der Forschung, sowie über die Aktivitäten des Fördervereins. GSI/FAIR engagiert sich bei der Benefiz-Radveranstaltung „Tour der Hoffnung“ zugunsten krebs- und leukämiekranker Kinder. Wenn die bundesweit bekannte Spendenaktion am 12. August 2022 um 15 Uhr am Bürgermeister-Pohl-Haus in Wixhausen Station macht, werden Vertreter*innen von GSI/FAIR und des Vereins zur Förderung der Tumortherapie mit schweren Ionen e.V. dabei sein. Sie informieren über die Krebstherapie mit Ionen und den aktuellen Stand der Forschung, sowie über die Aktivitäten des Fördervereins.

Bei GSI wurde eine bahnbrechende neue Krebstherapie entwickelt. Grundlage hierfür waren langjährige Forschungsarbeiten und die große Beschleunigeranlage für Ionenstrahlen am GSI. Von 1997 bis 2008 wurden bei GSI über 440 Erkrankte mit Tumoren im Kopf- und Halsbereich erfolgreich mit Ionenstrahlen behandelt. Der Vorteil der neuen Therapie liegt darin, dass der Ionenstrahl seine größte Wirkung im Tumor erzielt und das umliegende gesunde Gewebe schont. Weitere Forschung hat zum Ziel, die neue Behandlungsmethode auch bei anderen Tumorerkrankungen einzusetzen. Unter technischer Leitung von GSI wurde am Universitätsklinikum in Heidelberg ein Ionenstrahl-Therapiezentrum errichtet. Seit der Eröffnung im November 2009 können nun Erkrankte im klinischen Routinebetrieb behandelt werden.

Der Verein zur Förderung der Tumortherapie ist mit GSI/FAIR eng verbunden und unterstützt durch ideelle und finanzielle Förderung Aktivitäten zur Forschung auf dem Gebiet der Tumortherapie mit schweren Ionen. Wesentliches Ziel ist es, die Behandlung von Tumoren weiter zu verbessern und die entsprechenden Weiterentwicklungen im Rahmen der Schmelzer-Preisverleihung auszuzeichnen. Der Förderverein verfolgt ausschließlich und unmittelbar gemeinnützige Zwecke.

Die „Tour der Hoffnung“ ist eine der größten, privat organisierten Benefiz-Radtouren, die in den vergangenen 38 Jahren mehr als 42 Millionen Euro zusammengetragen hat, teilen die Organisatoren mit und betonen: „Alle Spenden kommen bis auf den letzten Cent den Betroffenen zugute, während die Organisationskosten von Sponsoren getragen werden. Diese klare Trennung hat bundesweit enorm viel Anklang gefunden. Dies ist ein wichtiger Grund, weshalb sich jedes Jahr viel Prominenz aus Wirtschaft, Politik, Showbusiness und Sport in den Dienst der guten Sache stellt.“

In diesem Jahr treten rund 160 Teilnehmende, darunter auch namhafte Sportler*innen, in die Pedale, um Spenden zu sammeln für krebskranke Kinder. Die 254 Kilometer lange Benefiz-Radtour beginnt am 11. August traditionell mit einem Prolog in und um Gießen und endet am 13. August in Fulda. Schirmherrin der Tour ist auch in diesem Jahr Petra Behle, Olympiasiegerin und neunfache Weltmeisterin im Biathlon. Der Kapitän des Fahrerfeldes ist der aus Gevelsberg stammende mehrfache Querfeldein-Weltmeister Klaus Peter Thaler. (BP)

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Ionenstrahlen im Kampf gegen Krebs bei GSI/FAIR

Förderverein Tumortherapie mit schweren ionen e.V.

Tour der Hoffnung

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Presse Aktuelles FAIR
news-5400 Thu, 04 Aug 2022 09:00:00 +0200 Waffe gegen Tumore, Anschub fürs Immunsystem: Röntgenstrahlen aktivieren Signalkaskade in T-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=5400&cHash=60543f8d2c2dcd5b1fd33d09a16f9671 Strahlentherapie ist ein bewährter Ansatz, um Tumore zu zerstören. Sie könnte aber künftig noch mehr – nämlich gleichzeitig das Immunsystem stimulieren und so den Krebs noch intensiver bekämpfen. Forschende unter Leitung der TU Darmstadt und Beteiligung des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung fanden heraus, dass Röntgenstrahlung eine Calcium-Signalkaskade in Zellen des Immunsystems auslöst. Die Ergebnisse wurden jetzt im „Journal of General Physiology“ veröffentlicht. Diese Mitteilung basiert auf einer Pressemeldung der Technischen Universität Darmstadt

Strahlentherapie ist ein bewährter Ansatz, um Tumore zu zerstören. Sie könnte aber künftig noch mehr – nämlich gleichzeitig das Immunsystem stimulieren und so den Krebs noch intensiver bekämpfen. Forschende unter Leitung der TU Darmstadt und Beteiligung des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung fanden heraus, dass Röntgenstrahlung eine Calcium-Signalkaskade in Zellen des Immunsystems auslöst. Die Ergebnisse wurden jetzt im „Journal of General Physiology“ veröffentlicht.

Ionisierende Strahlung wird erfolgreich in der Krebstherapie zum Abtöten von Tumorzellen eingesetzt und ist ein wichtiges Forschungsthema in der GSI-Abteilung Biophysik. In den vergangenen zwei Jahrzehnten hat sich gezeigt, dass der Therapieerfolg noch gesteigert werden kann, wenn die Strahlenbehandlung mit Maßnahmen verbunden wird, die das Immunsystem stimulieren. In diesem Zusammenhang erregt gerade eine neue Studie  von Forschenden der TU Darmstadt, des GSI Helmholtzzentrums, sowie aus den Kliniken der Universitäten Frankfurt und Homburg Aufmerksamkeit.

Die Forscherinnen und Forscher berichten im Journal of General Physiology, dass der angestrebte stimulierende Effekt auf das Immunsystem schon direkt ausgelöst wird, wenn T-Zellen von Röntgenstrahlen mitbestrahlt werden. Dominque Tandl, Forscherin am Fachbereich Biologie der TU Darmstadt, und ihre Mitautoren, zu denen auch Claudia Fournier und Burkhard Jakob von GSI gehören, zeigen in der nun veröffentlichten Studie, dass klinisch relevante Dosen an Röntgenstrahlung in T-Lymphozyten eine immunreaktionstypische Signalkaskade auslösen, die mit einer Ausschüttung des Botenstoffs Calcium (Ca2+) aus internen Speichern beginnt.

Vermittelt durch den sogenannten store operated Ca2+ entry (SOCE) Weg beginnt die Konzentration von Ca2+ in den Zellen mit einer kritischen Frequenz zu oszillieren, was wiederum zur Verlagerung (Translokation) eines Transkriptionsfaktors aus dem Cytoplasma in den Zellkern führt. Dort angekommen, leitet dieser Transkriptionsfaktor eine Genexpression ein, und die Zelle beginnt mit der Herstellung von Molekülen, die für die Immunreaktion wichtig sind, wie etwa Zytokine.

Da bei der Bestrahlung von Tumoren unweigerlich immer auch die Blutzellen im Zielgewebe getroffen werden, könnte sich die Medizin die stimulierende Wirkung von Röntgenstrahlung auf T-Lymphozyten nutzbar machen. Die Forscherinnen und Forscher hoffen, dass ihre Studien dazu beitragen, langfristig die Krebstherapie zu verbessern, wie Professor Gerhard Thiel sagt, der Leiter des Arbeitsgebiets Membranbiophysik am Fachbereich Biologie der TU Darmstadt und Mitautor der Studie. „Es könnte gelingen, die abtötende Wirkung von ionisierender Strahlung auf Tumorzellen zu verstärken und gleichzeitig mithilfe dieser Strahlung das Immunsystem anzuregen.“ (TUDa/BP)

Weitere Informationen

Pressemitteilung der TU Darmstadt

Wissenschaftliche Veröffentlichung im "Journal of General Physiology“

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Aktuelles FAIR
news-5398 Mon, 01 Aug 2022 08:21:51 +0200 Award beim World Media Festival für FAIR-Drohnenvideo https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5398&cHash=fc5b397970734eb72a276551c5856beb Auszeichnung: Der "Longterm Dronelapse 2018-2021", mit dem GSI/FAIR den Fortschritt von vier Jahren auf der FAIR-Baustelle dokumentieren, wurde vom World Media Festival mit dem "Intermedia Globe SILVER Award" ausgezeichnet. 270 Teilnehmende aus 40 Nationen nahmen an dem Filmwettbewerb teil. Auszeichnung: Der "Longterm Dronelapse 2018-2021", mit dem GSI/FAIR den Fortschritt von vier Jahren auf der FAIR-Baustelle dokumentieren, wurde vom World Media Festival mit dem "Intermedia Globe SILVER Award" ausgezeichnet. 270 Teilnehmende aus 40 Nationen nahmen an dem Filmwettbewerb teil.

Die ausgefeilte und kreative Filmtechnik überzeugte die Jury: Das Zeitraffer-Video, das GSI/FAIR produziert, um die Entwicklungen auf der Baustelle der Teilchenbeschleunigeranlage FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) zu zeigen, wurde als herausragender Beitrag in der Kategorie „Public Relations/Research and Science“ bewertet. Die Jury des “WorldMediaFestivals | Television & Corporate Media Awards” verlieh hierfür den "Intermedia Globe SILVER Award". 

Die Fortschritte auf einer der größten Baustellen für die Grundlagenforschung weltweit werden mit der besonderen GPS-Film- und Verarbeitungstechnik des „Longterm Dronelapse“ besonders gut sichtbar. Lars Möller von der interdisziplinären Medienproduktion „Zeitrausch“ aus Breuberg fliegt mit einer Drohne regelmäßig die gleichen Routen über die FAIR-Baustelle. Die dabei gefilmten bewegten Zeitraffervideos werden dann in einem einzigen Video kombiniert. Zeitraffervideos, die über nun bereits vier Jahre aufgenommen wurden, sind in dem von World Media Festival ausgezeichneten Video dank GPS-Unterstützung überlagert, sodass die Entwicklungen der Bauaktivitäten auf beeindruckende Weise erlebbar werden. Bereits der letztjährige Longterm Dronelapse, der die Entwicklung von 2018 bis 2020 zeigt, wurde beim World Media Festival ausgezeichnet.

Seit 22 Jahren zeichnen WorldMediaFestivals herausragende Leistungen in den Bereichen Fernsehen, Corporate Film, Online und Print auf internationaler Ebene. Die Awards sind, laut intermedia, international als Symbol für höchste Produktionsstandards anerkannt und eine der weltweit höchsten Auszeichnungen im visuellen Wettbewerb. Die Jury entscheidet basierend auf Kreativität und Effektivität. (LW) 

Mehr Informationen

Preisgekröntes Drohnenvideo Longterm Dronelapse

Liste der preisgekrönten Beiträge World Media Festival
 

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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5396 Tue, 26 Jul 2022 11:22:29 +0200 Große Trauer um Elemententdecker Sigurd Hofmann https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5396&cHash=df764b267dc4664dfd00f9d4492c6460 GSI und FAIR trauern um einen ihrer prominentesten Wissenschaftler. Mit Prof. Dr. Sigurd Hofmann ist am 17. Juni 2022 im Alter von 78 Jahren einer der weltweit führenden Elemententdecker verstorben. In seiner Zeit als Leiter des Forschungsbereichs „Schwere Elemente“ gelang die Entdeckung der Elemente Darmstadtium, Roentgenium und Copernicium. In den Jahren zuvor leistete er wesentliche Beiträge zur Synthese der Elemente Hassium, Bohrium und Meitnerium. Ebenso bemerkenswert in seinem wissenschaftlichen Leben ist die Entdeckung der Protonen-Radioaktivität, die im Jahr 1981 am Geschwindigkeitsfilter SHIP gelang.

Sigurd Hofmann wurde am 15. Februar 1944 in Böhmisch-Kamnitz, Böhmen geboren und kam kurz nach Kriegsende nach Groß-Umstadt. Er ging in dort zur Schule und besuchte bis 1963 das dortige Max-Planck-Gymnasium. Anschließend begann er das Physik-Studium an der damaligen TH Darmstadt (heute TU Darmstadt), wo er 1969 das Diplom erlangte und 1974 bei Egbert Kankeleit promoviert wurde. Seine danach bei der GSI in Darmstadt beginnende wissenschaftliche Arbeit füllte ihn fast 50 Jahre lang aus. Zuletzt arbeitete er an einem Buch zum aktuellen Stand der weltweiten Schwere-Elemente-Forschung und an der Veröffentlichung einer Methode zur Energiekalibrierung von Halbleiter-Detektoren, die er bereits in den 90’er Jahren entwickelt hatte – Genauigkeit und wissenschaftliche Exaktheit waren ihm stets wichtig. Doch zunächst widmete er sich, nachdem er 1974 zur GSI gekommen war, in der Gruppe von Peter Armbruster und zusammen mit Gottfried Münzenberg der Untersuchung von Fusionsreaktionen und radioaktiven Zerfällen. Internationale Bekanntheit erreichte Sigurd Hofmann durch die 1981 entdeckte Protonen-Radioaktivität aus dem Grundzustand von Lutetium-151, ein bis dahin unbekannter Zerfallsmechanismus. Bei der Datenanalyse kam ihm seine ausgeprägte Gründlichkeit und wissenschaftliche Neugier zugute.

Gleichzeitig hatte Sigurd Hofmann mit Arbeiten zur Synthese, zum eindeutigen Nachweis und zur Erforschung der Eigenschaften der schwersten chemischen Elemente begonnen, die sein weiteres wissenschaftliches Leben prägen sollten. Erste Höhepunkte waren die Synthese der neuen Elemente Bohrium (Bh, Z=107), Hassium (Hs, Z=108) und Meitnerium (Mt, Z=109) in den Jahren 1981 bis 1984, mit denen die GSI erstmalig – und gleichzeitig sehr prominent – das internationale Territorium dieses Forschungsgebiet betrat. Entscheidend hierbei waren die Halbleiter-Detektoren, die Sigurd Hofmann eigens dafür entwickelt hatte. Seiner Zeit damit weit voraus, werden solche Detektoren heute weltweit zur Suche nach neuen chemischen Elementen eingesetzt. Ende der 90’er Jahre übernahm Sigurd Hofmann die Leitung der Schwere-Elemente-Gruppe und – nach instrumentellen Verbesserungen am GSI-Linearbeschleuniger UNILAC, dem Geschwindigkeitsfilter SHIP, weiteren Detektoren sowie der Nachweiselektronik – krönte er seine wissenschaftlichen Erfolge mit der Entdeckung der chemischen Elemente Darmstadtium (Ds, Z=110), Roentgenium (Rg, Z=111) und Copernicium (Cn, Z=112) in den Jahren 1994 bis 1996. Das Konzept „SHIP-2000“, ein unter seiner Federführung entstandenes Strategiepapier aus dem Jahr 1999 zur langfristigen Schwere-Elemente-Forschung bei GSI, ist heute noch aktuell. Im Jahr 2009 wurde er zum Helmholtz-Professor ernannt und konnte sich fortan wieder ganz der wissenschaftlichen Arbeit widmen. Über viele Jahre pflegte er eine sehr intensive Zusammenarbeit und wissenschaftlichen Austausch mit den internationalen Kollegen in Dubna, wo er in einem gemeinsamen Experiment Mitentdecker von Element Flerovium (Fl, Z=114) war.

Für seine herausragenden Forschungsarbeiten und Erkenntnisse erhielt er eine große Anzahl von renommierten Auszeichnungen und Preisen, von denen hier nur die wichtigsten genannt werden können. So war er seit 1996 Ehrendoktor der Fakultät für Mathematik und Physik der Comenius-Universität in Bratislava (Slowakei), seit 1998 Honorarprofessor der Goethe-Universität in Frankfurt am Main, seit 2001 Dr. h. c. des Joint Institute for Nuclear Research (JINR) in Dubna und seit 2004 Professor Laureatus der Josef-Buchmann-Stiftung der Goethe-Universität in Frankfurt am Main. Er erhielt 1984 den Physikpreis der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (zusammen mit Gottfried Münzenberg, Willibrord Reisdorf und Karl-Heinz Schmidt), 1996 den Otto-Hahn-Preis der Stadt Frankfurt am Main (zusammen mit Gottfried Münzenberg), 1997 den G.N. Flerov Preis des Joint Institute for Nuclear Research (JINR) in Dubna und 1998 die SUN-AMCO Medaille der International Union of Pure and Applied Physics; im Jahr 2011 erhielt er die Nikolaus-Kopernikus-Medaille der Polnischen Akademie der Wissenschaften in Warschau (Polen) und 2011 die Medaille der Stadt Toruń und Nikolaus-Kopernikus-Universität Toruń (Polen).

Sigurd Hofmann war ein fleißiger Schreiber und Redner. Er war eingeladen als Sprecher bei unzähligen internationalen Konferenzen, verfasste eine große Anzahl von Übersichtsartikeln, Büchern und Buchkapiteln, von vielen vielzitierten Veröffentlichungen. Ebenso hielt er gerne populärwissenschaftliche Vorträge bei öffentlichen Anlässen, u.a. als „Bekennender Heiner“ in der Darmstädter Ziegelhütte. Dabei konnte er ein mitreißendes Bild der modernen Physik, aber auch der großen Fragestellungen der Kosmologie und der Elementsynthese in Sternen entwickeln, ebenso konnte er sehr anschaulich vermitteln wie man Atome „sichtbar“ machen kann. Viele Kapitel seines zeitgenössischen wissenschaftlichen Lebens sind in seinem 2002 erschienenen Buch „On Beyond Uranium“ festgehalten.

Bemerkenswert waren seine Bescheidenheit und sein freundliches Wesen. Man konnte sich stets auf ihn verlassen. Seine Sorgfalt, Genauigkeit und Umsicht bei allen Arbeiten waren herausragend. Seine Beharrlichkeit war eine der Grundlagen für die bahnbrechenden wissenschaftlichen Erfolge, die er für GSI erzielte. Stets war er im Büro oder am Experiment anzutreffen, auch spät am Abend und an Wochenenden, so dass man ihn jederzeit fragen und immer ausführliche Antworten und kompetenten Rat erhalten konnte. Es gab in der Kernphysik und bei GSI quasi nichts, was er nicht wusste.

Wir freuen uns, dass wir über so lange Jahre mit einem exzellenten Wissenschaftler und Kollegen sowie einem hervorragenden Lehrer und großartigen Menschen zusammenarbeiten durften. Nun trauern wir um Sigurd Hofmann. Seiner Familie gilt unser tiefes Mitgefühl. Wir werden ihn in bester Erinnerung behalten. (JL)
 

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Presse Aktuelles
news-5393 Wed, 20 Jul 2022 14:50:53 +0200 Chemiebegeisterte Jugendliche besichtigen 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=5393&cHash=59f0f4ff0544eb76519f3610bd21fb73 Ein Besuch bei GSI und FAIR bildete den Abschluss einer mehrtägigen Exkursion von Jugendlichen der 8. bis 10. Klasse. Die 35 Schüler*innen aus Hessen, Bayern und Baden-Württemberg sind Teilnehmende der nationalen Chemie-Olympiade der Mittelstufe und hatten sich in einem mehrstufigen Auswahlprozess für die dritte Runde des Wettbewerbs „Chemie – die stimmt!“ qualifiziert.

Begrüßt wurden die Gäste von Jutta Leroudier aus der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit und Thomas Neff aus der Abteilung Theorie, der vor über 30 Jahren ebenfalls Teilnehmer der Chemie-Olympiade war. Nach einer einführenden Präsentation über die bisherigen Forschungserfolge, aktuellen Experimente sowie den Stand des FAIR-Projektes stand ein Rundgang zur Baustellenplattform und zu verschiedenen Forschungseinrichtungen auf dem Programm. „Es ist eine einmalige Gelegenheit für die chemiebegeisterten Jugendlichen, die Großexperimente und Teilchenbeschleuniger von GSI/FAIR, vor Ort zu erleben, einen Eindruck von der Dimension der Experimente zu erhalten und den Entdeckungsort von sechs chemischen Elementen zu erleben“, freute sich Marco Dörsam, der Organisator der Exkursion und Landesbeauftragte des Wettbewerbs.

Nach dem offiziellen Besuchsprogramm wurde es noch einmal spannend für die Jugendlichen. Das Betreuungs-Team um Marco Dörsam hat die Gewinner*innen der einzelnen Wettbewerbskategorien verkündet. Die Schüler*innen absolvierten während der Exkursion eine theoretische Klausur und führten umfassende Experimente in Kleingruppen durch. Bei diesem Auswahlverfahren haben sich insgesamt zehn Jugendliche für das Bundesfinale im September in Leipzig qualifiziert. „Die Exkursion zu GSI/FAIR soll ab jetzt ein fester Programmpunkt in der 3. Auswahlrunde des Chemie-Wettbewerbs werden und wir freuen uns, dass wir mit GSI/FAIR einen so hervorragenden Veranstaltungsort für unsere chemiebegeisterten Jugendlichen anbieten können“, so Marco Dörsam. (JL)

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Aktuelles
news-5391 Wed, 20 Jul 2022 14:41:57 +0200 Zeitkapsel des FAIR-Kontrollzentrums eingebaut https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5391&cHash=c72dcb93949cd5e382767bfc52d3a0e0 Die Zeitkapsel des FAIR Control Center (FCC) wurde an ihren endgültigen Standort in das Fundament des zukünftigen Main Control Room (MCR) einbetoniert. Darin sind neben den Gebäudepläne, dem Genehmigungsbescheid, einem Auszug aus dem hessischen Haushaltsplan, einem Artikel über den russischen Angriffskrieg mit angehängter Friedenstaube, einem Wimpel der Stadt Darmstadt, mehreren historischen Fotos auch die Ausgabe einer Tageszeitung vom Tag der symbolischen Grundsteinlegung zu finden. Die Dokumente zum Gebäude und zeittypischen Dingen werden so für nachfolgende Generationen bewahrt und dokumentiert.

Die symbolische Grundsteinlegung erfolgte am 29. März 2022 mit hochrangigen Gästen aus Politik, Wissenschaft und der Baubranche. An dem feierlichen Akt nahmen unter anderem die Bundesministerin für Bildung und Forschung Bettina Stark-Watzinger, die Hessische Ministerin für Wissenschaft und Kunst Angela Dorn, der Hessische Minister der Finanzen Michael Boddenberg sowie der Oberbürgermeister der Wissenschaftsstadt Darmstadt Jochen Partsch teil. 

Inzwischen nimmt der Rohbau weiter Form an. Die Fundamente des MCR sind fertiggestellt, die Bodenplatte ist betoniert und die Arbeiten an der Kellerdecke abgeschlossen. Die Wände im Erdgeschoss, wo sich zukünftig Besprechungsräume und Büros für den Beschleunigerbetrieb befinden werden, sind größtenteils errichtet. Parallel zu den Rohbauarbeiten erfolgte die Beauftragung der Aufzugsanlage. Anstehende Ausschreibungen für Dachabdichtungs- und Metallbauarbeiten sowie zur Technischen Gebäudeausrüstung sind aktuell in Vorbereitung und werden zeitnah vergeben.

Nach der Fertigstellung wird das FAIR-Kontrollzentrum ein entscheidender Knotenpunkt der gesamten Infrastruktur auf dem GSI/FAIR-Campus sein. Von hier aus sollen künftig sämtliche Beschleuniger der GSI/FAIR-Anlagen gesteuert werden. Zusätzliche zu dem MCR entstehen in dem Gebäude rund 200 Büroarbeitsplätze, Besprechungsräume sowie eine Besuchergalerie. Nach seiner Fertigstellung wird das fünfgeschossige, teilunterkellerte Gebäude über eine Brutto-Geschoss-Fläche von insgesamt rund 6000 Quadratmeter verfügen. (JL)

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Aktuelles
news-5387 Mon, 18 Jul 2022 09:27:00 +0200 Generalsekretär der CDU Hessen Manfred Pentz 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=5387&cHash=6ced465a5ac75b887345f547750fab78 Manfred Pentz, Generalsekretär der CDU Hessen und Landtagsabgeordneter, war vor kurzem zu Besuch bei GSI und FAIR. Er informierte sich über die Fortschritte des FAIR-Projekts und die aktuellen wissenschaftlichen Aktivitäten. Empfangen wurden die Gäste von Professor Paolo Giubellino, dem Wissenschaftlichen Geschäftsführer von GSI und FAIR, Dr. Ulrich Breuer, dem Administrativen Geschäftsführer von GSI und FAIR und Jörg Blaurock, dem Technischen Geschäftsführer von GSI und FAIR sowie Dr. Ingo Peter, dem ... Manfred Pentz, Generalsekretär der CDU Hessen und Landtagsabgeordneter, war vor kurzem zu Besuch bei GSI und FAIR. Er informierte sich über die Fortschritte des FAIR-Projekts und die aktuellen wissenschaftlichen Aktivitäten. Empfangen wurden die Gäste von Professor Paolo Giubellino, dem Wissenschaftlichen Geschäftsführer von GSI und FAIR, Dr. Ulrich Breuer, dem Administrativen Geschäftsführer von GSI und FAIR und Jörg Blaurock, dem Technischen Geschäftsführer von GSI und FAIR sowie Dr. Ingo Peter, dem Leiter der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit von GSI und FAIR und weiteren GSI/FAIR-Mitarbeitenden.

Nach einer einführenden Präsentation über den Stand des FAIR-Projektes, die Campus-Entwicklung, die bisherigen Forschungserfolge und aktuelle Experimente besuchten die Gäste die FAIR-Baustelle. Sie besichtigten den unterirdischen SIS100-Beschleunigertunnel und das CBM-Experiment, die beide im Rohbau fertiggestellt sind, sowie das Transfergebäude, das den zentralen Knotenpunkt der Anlagenstrahlführung bildet. Ein Halt im Rohbaubereich des Super-FRS, der exotische Teilchen sortieren wird, und des künftigen Experimentierplatz NUSTAR rundete das umfassende Bild der künftigen internationalen Forschungseinrichtung ab. (LW)

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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5385 Thu, 14 Jul 2022 07:34:00 +0200 Marco Durante zum PTCOG-Präsidenten 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=5385&cHash=5f3d322f5c794055af6afe7a7fdb487f Professor Marco Durante, der Leiter der Forschungsabteilung Biophysik des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt, ist zum Präsidenten der Particle Therapy Co-Operative Group (PTCOG) gewählt worden. Die internationale Organisation ist weltweit tätig, um die Partikeltherapie – die Tumortherapie mit Teilchenstrahlen, wie sie unter anderem auch bei GSI entwickelt wurde – zu befördern und damit insgesamt die Therapiemöglichkeiten für Krebs zu verbessern. Professor Marco Durante, der Leiter der Forschungsabteilung Biophysik des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt, ist zum Präsidenten der Particle Therapy Co-Operative Group (PTCOG) gewählt worden. Die internationale Organisation ist weltweit tätig, um die Partikeltherapie – die Tumortherapie mit Teilchenstrahlen, wie sie unter anderem auch bei GSI entwickelt wurde – zu befördern und damit insgesamt die Therapiemöglichkeiten für Krebs zu verbessern.

Durante wurde durch den Lenkungsausschuss der PTCOG zum Präsidenten gewählt, zu dem jedes klinische Partikeltherapiezentrum weltweit Repräsentant*innen entsendet. Die Übergabe der Präsidentschaft fand während der kürzlich stattfindenden PTCOG60-Konferenz in Miami, USA, statt. Erstmals wird mit Durante ein Vertreter aus Deutschland und des Weiteren aus der Forschung zum Präsidenten ernannt, nachdem die Position bisher hauptsächlich von Mediziner*innen oder klinischen Medizinphysiker*innen besetzt wurde. Als Präsident steht er dem Leitungskomitee der PTCOG als Vorsitzender vor.

„Die Ernennung ist eine große Ehre für mich und ich bin sehr dankbar, diese Position für die nächsten drei Jahre bekleiden zu dürfen“, sagte Durante anlässlich der Wahl. „In meiner Amtsperiode möchte ich dafür werben, die Forschung innerhalb der PTCOG mehr in den Fokus zu rücken. Sie ist unerlässlich, um die Partikeltherapie, die als Therapiemethode bereits heute sehr erfolgreich und insbesondere für Patient*innen sehr schonend einzusetzen ist, weiter zu optimieren und noch für zusätzliche Krankheitsbilder verfügbar zu machen.“

Ziel der Partikeltherapie ist es, Tumorzellen zu zerstören und gleichzeitig umliegende gesunde Zellen zu verschonen. Beschleunigte Ionen eignen sich dafür besser als die herkömmlich genutzte Röntgenstrahlung. Sie entfalten ihre schädigende Wirkung am Ende ihrer Flugbahn in einer bestimmten Tiefe. An der großen Beschleunigeranlage von GSI wurde diese bahnbrechende Tumortherapie entwickelt. Mit großem Erfolg wurden dort in der Vergangenheit über 440 Personen mit Tumoren im Kopf- und Halsbereich mit Ionenstrahlen behandelt. An der bestehenden Forschungsanlage sowie in Zukunft mit der gerade in Darmstadt im Bau befindlichen Beschleunigeranlage FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) arbeiten die Forschenden daran, die Methode durch neue Technologien und Behandlungsabläufe zu verbessern.

Die PTCOG ist eine 1985 gegründete, weltweit agierende gemeinnützige Vereinigung von Forschenden und Anwendenden auf dem Gebiet der Strahlentherapie mit Protonen, leichten Ionen sowie schweren geladenen Teilchen. Ihre Mission ist es, die Wissenschaft, Technologie und die praktische klinische Anwendung der Partikeltherapie zu fördern mit dem Ziel die Behandlungsmethoden für Krebs hin zum bestmöglichen Standard in der Strahlentherapie zu verbessern. Dazu regt PTCOG die Ausbildung auf dem Gebiet an und richtet weitere globale Aktivitäten wie internationale Konferenzen und Treffen aus.

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), dem von der European Radiation Research Society (ERRS) vergebenen Bacq & Alexander-Preis der Europäischen Gesellschaft für Strahlenforschung und dem Failla-Preis der Radiation Research Society. Ebenfalls hat er zur Fortführung seiner Forschungsaktivitäten einen ERC Advanced Grant der Europäischen Union erhalten. (CP)

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FAIR News (DEU) Presse Aktuelles FAIR
news-5383 Tue, 05 Jul 2022 09:14:49 +0200 Artist-in-Science-Residence – Kultur trifft Wissenschaft https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5383&cHash=ec3c22160fcc5d2ad2f814f35a1ac979 Darmstadt ist nicht nur Wissenschaftsstadt, sondern kann auch auf eine mehr als 175-jährige Geschichte der Kunstproduktion und -förderung zurückblicken. Was liegt näher, als diese beiden wichtigen Traditionen zu einem größeren Ganzen zu verknüpfen? Der Verein Kultur einer Digitalstadt und die drei Wissenschaftsinstitute Darmstadts GSI/FAIR, ESOC und hessian.AI führen im „Artist-in-Science-Residence“-Programm Kunst und Wissenschaften auf eine deutschlandweit einzigartige Weise zueinander. Darmstadt ist nicht nur Wissenschaftsstadt, sondern kann auch auf eine mehr als 175-jährige Geschichte der Kunstproduktion und -förderung zurückblicken. Was liegt näher, als diese beiden wichtigen Traditionen zu einem größeren Ganzen zu verknüpfen? Der Verein Kultur einer Digitalstadt und die drei Wissenschaftsinstitute Darmstadts GSI/FAIR, ESOC und hessian.AI führen im „Artist-in-Science-Residence“-Programm Kunst und Wissenschaften auf eine deutschlandweit einzigartige Weise zueinander.

Vom 25. Juli bis 2. September wird der italienische Künstler Luca Spano nach Darmstadt kommen und sich gemeinsam mit Forschenden von GSI und FAIR mit den Grenzen des Sehens und des Sichtbaren auseinandersetzen. Er befasst sich mit der Wahrnehmung der Realität und dem Prozess, wie wir Wissen konstruieren. „Wir produzieren Bilder aus Daten, wir nutzen unseren kulturellen Hintergrund, um uns das Unerreichbare vorzustellen, wir erschaffen unsere Überzeugungen”, sagt Luca Spano. „Jedes Mal, wenn wir Technologien erfinden, die verändern, wie oder was wir sehen können, verändern wir uns selbst und die Welt um uns herum.”

Mit Artist-in-Science-Residence etabliert GSI/FAIR einen interdisziplinären Dialog zwischen Künstler*innen und Physiker*innen, der die Möglichkeit bietet, künstlerischen Fragestellungen nachzugehen und diese im wissenschaftlichen Kontext zu reflektieren. Aus dem künstlerischen Dialog und in experimentellen Workshops mit der Öffentlichkeit und unseren Wissenschaftler*innen werden Bilder erzeugt von dem, was man mit bloßem Auge nicht sehen kann: die Bausteine von Materie und Antimaterie und ihre Wechselwirkungen. (KG/BP)

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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5377 Thu, 30 Jun 2022 08:16:00 +0200 GSI/FAIR und japanisches Forschungszentrum RIKEN unterzeichnen Vereinbarung über gemeinsame Forschung in der Kernphysik https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5377&cHash=b3acfa82ce86d2ac863e08afb032bb50 Am 12. Juni fand auf dem gemeinsamen Campus des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung (GSI) und der internationalen Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR) eine Zeremonie zur Unterzeichnung einer Vereinbarung (Memorandum of Understanding) über gemeinsame Forschung im Bereich der Kernphysik statt. Die Vereinbarung wurde zwischen dem japanischen RIKEN Cluster for Pioneering Research (CPR), GSI und FAIR geschlossen. Diese Meldung basiert auf einer Pressemitteilung von RIKEN CPR.

Am 12. Juni fand auf dem gemeinsamen Campus des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung (GSI) und der internationalen Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR) eine Zeremonie zur Unterzeichnung einer Vereinbarung (Memorandum of Understanding) über gemeinsame Forschung im Bereich der Kernphysik statt. Die Vereinbarung wurde zwischen dem japanischen RIKEN Cluster for Pioneering Research (CPR), GSI und FAIR geschlossen.

Chief Scientists Professor Takehiko Saito von RIKEN CPR arbeitet bereits seit längerem mit GSI/FAIR zusammen, und es wurde beschlossen, diese Partnerschaft durch die Einrichtung eines gemeinsamen Labors zu vertiefen. Das gemeinsame Labor wird von Saito und von Professor Christoph Scheidenberger von GSI/FAIR geleitet, um die gemeinsame Forschung zu fördern und den Austausch von Forschenden, einschließlich Studierenden, auszuweiten.

Die Vereinbarung sieht auch die Einrichtung einer neuen Forschungszusammenarbeit zwischen RIKEN und GSI/FAIR vor, die von Forschenden aus drei CPR-Labors durchgeführt werden soll: dem Atomic, Molecular & Optical Physics Laboratory unter der Leitung von Professor Toshiyuki Azuma, dem Meson Science Laboratory unter der Leitung von Professor Masahiko Iwasaki und dem High Energy Nuclear Physics Laboratory unter der Leitung von Takehiko Saito.

Die Vereinbarung wurde sowohl vor Ort bei GSI/FAIR als auch online unterzeichnet. Von Seiten GSI/FAIR zeichneten Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR, und Jörg Blaurock, Technischer Geschäftsführer von GSI/FAIR, das Abkommen. Auf Seite des RIKEN wurde die Vereinbarung von Dr. Shigeo Koyasu, dem Direktor des CPR, unterschrieben. Darüber hinaus besuchte Dr. Keitaro Ohno, Staatsminister für Kabinettsangelegenheiten, zuständig für wirtschaftliche Sicherheit und Katastrophenmanagement, GSI und FAIR am selben Tag und war Zeuge der Unterzeichnung, wobei er seine starke Unterstützung für die Kooperationsbeziehung zum Ausdruck brachte.

„Japanische Forschungseinrichtungen im Allgemeinen und RIKEN im Besonderen sind starke und sehr wertvolle Partner für GSI und FAIR. Die Zusammenarbeit mit den hochqualifizierten japanischen Wissenschaftler*innen hat sich für uns als äußerst fruchtbar erwiesen, wie die vielen erfolgreichen Kooperationen und Forschungserfolge in der Vergangenheit und bei den laufenden Experimenten der FAIR-Phase 0 zeigen. Viele gemeinsame Projekte wurden von unseren Forschenden sowohl in Japan als auch hier durchgeführt. Wir hoffen auf eine intensivierte Fortsetzung in der Zukunft, für die die heutige Unterzeichnung des Abkommens den Weg ebnen wird“, sagte Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR.

„Aufbauend auf den bisherigen gemeinsamen Aktivitäten von CPR und GSI hoffen wir, dass die Unterzeichnung dieser Absichtserklärung die Zusammenarbeit weiter voranbringen wird“, fügte Dr. Shigeo Koyasu hinzu. (RIKEN/CP)

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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5381 Mon, 27 Jun 2022 08:25:00 +0200 PANDA-Kollaboration zeichnet Doktoranden aus: Theorie-PhD-Preis für Dr. Bai-Long Hoid https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5381&cHash=005477621e4aae65d625477a42f9086e Die PANDA-Kollaboration hat während ihres Treffens vor Kurzem zum dritten Mal den PANDA-Theorie-PhD-Preis vergeben. Alle zwei Jahre werden mit diesem Preis herausragende Promotionsarbeiten junger Forschender honoriert. Die Auszeichnung des Jahres 2022 hat Dr. Bai-Long Hoid für seine Arbeit „Taming Hadronic Effects at the Precision Frontier: From the Muon Anomaly to Rare Decays“ im Rahmen eines gemeinsamen Kollaborations-Dinners erhalten. Der Preis wurde durch Professor Ulrich Wiedner, Sprecher der ... Die PANDA-Kollaboration hat während ihres Treffens vor Kurzem zum dritten Mal den PANDA-Theorie-PhD-Preis vergeben. Alle zwei Jahre werden mit diesem Preis herausragende Promotionsarbeiten junger Forschender honoriert. Die Auszeichnung des Jahres 2022 hat Dr. Bai-Long Hoid für seine Arbeit „Taming Hadronic Effects at the Precision Frontier: From the Muon Anomaly to Rare Decays“ im Rahmen eines gemeinsamen Kollaborations-Dinners erhalten. Der Preis wurde durch Professor Ulrich Wiedner, Sprecher der PANDA-Kollaboration, Professorin Karin Schönning, stellvertretende Sprecherin, sowie Professor Christian Fischer, Leiter der „Theory Advisory Group“, übergeben.

In seiner Arbeit, die er unter der Anleitung von Privatdozent Bastian Kubis an der Universität Bonn durchführte, hat Dr. Bai-Long Hoid die dominierenden theoretischen Unsicherheiten bezüglich der Vorhersage für das anomale magnetische Moment des Myons studiert, welche durch Berechnungen der hadronische Vakuumpolarisation und „light-by-light“ Streuung limitiert sind.

Dr. Hoid ist erfolgreich ein sehr schwieriges Problem angegangen und hat damit die theoretischen Werkzeuge wesentlich verbessert, die für präzise Berechnungen der relevanten hadronischen Größen in diesem Niedrigenergiebereich benötigt werden. Seine wissenschaftlichen Publikationen haben große Aufmerksamkeit in der Theorie-Gemeinschaft und darüber hinaus erhalten.

Die PANDA-Kollaboration vergibt Promotionspreise um speziell Beiträge von Studierenden zum PANDA-Projekt auszuzeichnen. Kandidat*innen für den Promotionspreis werden durch die betreuende Person ihrer Arbeit nominiert. Zusätzlich zum direkten Bezug zu PANDA muss die Arbeit mit mindestens „sehr gut“ bewertete sein. Bis zu drei Kandidat*innen kommen in die nähere Auswahl und können ihre Arbeit im PANDA-Kollaborationsmeeting vorstellen. Die Gewinner*innnen werden durch ein dafür gebildetes Gremium der PANDA-Kollaboration ausgewählt. (CP)

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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5379 Wed, 22 Jun 2022 08:07:00 +0200 Japanischer Minister Dr. Keitaro Ohno besucht 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=5379&cHash=624a328ab72bf0fe3d5b09b64bf9250c Vor Kurzem hatte GSI/FAIR die Ehre, eine japanische Delegation unter Führung von Dr. Keitaro Ohno, dem Staatsminister für Kabinettsangelegenheiten, zu empfangen. Die Gäste besuchten GSI/FAIR, um sich über die Forschung auf dem Campus, die von japanischen Forschenden geleiteten Experimente und das Bauprojekt für den internationalen Teilchenbeschleuniger FAIR zu informieren. Des Weiteren nahmen sie an der Unterzeichnung einer Zusammenarbeitsvereinbarung (Memorandum of Understanding) mit dem japanischen ... Vor Kurzem hatte GSI/FAIR die Ehre, eine japanische Delegation unter Führung von Dr. Keitaro Ohno, dem Staatsminister für Kabinettsangelegenheiten, zu empfangen. Die Gäste besuchten GSI/FAIR, um sich über die Forschung auf dem Campus, die von japanischen Forschenden geleiteten Experimente und das Bauprojekt für den internationalen Teilchenbeschleuniger FAIR zu informieren. Des Weiteren nahmen sie an der Unterzeichnung einer Zusammenarbeitsvereinbarung (Memorandum of Understanding) mit dem japanischen Forschungszentrum RIKEN teil.

Nach einer Begrüßung und einem einführenden Vortrag über GSI/FAIR durch Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR, und Jörg Blaurock, Technischer Geschäftsführer von GSI und FAIR, erhielt Ohno im Anschluss einen Einblick in die Forschungsanlagen und die Infrastruktur. Dabei spielten insbesondere bestehende Kooperationen mit japanischen Forschungseinrichtungen sowie aktuell laufende Experimente unter der Leitung japanischer Wissenschaftler*innen eine große Rolle. Der Minister erhielt die Gelegenheit, bei viele der aktuell bei GSI/FAIR arbeitenden japanische Forschenden kennenzulernen.

Im Rechenzentrum Green IT Cube, das aufgrund seiner innovativen Wasserkühlung der Rechnerschränke besonders energieeffizient ist, informierte er sich über Höchstleistungsrechnen, Experimentsimulationen, Datenauswertung und nachhaltiges Computing. Anschließend besuchte er den Experimentaufbau WASA am bestehenden GSI-Fragmentseparator, der anlässlich aktuell laufender Messungen im Rahmen der FAIR-Phase-0-Experimente in den vergangenen Monaten in Kooperation mit japanischen Wissenschaftler*innen aufgebaut und in Betrieb genommen wurde. Im Experimentierspeicherring ESR erfuhr er mehr über die atomphysikalische Forschung unter japanischer Leitung im Rahmen der ILIMA-Kollaboration von FAIR.

Auf einer Busrundfahrt über die Baustelle und einer Begehung des SIS100-Beschleunigertunnels informierte sich Ohno auch über das FAIR-Projekt und den Baufortschritt. In einer gemeinsamen Videokonferenz mit dem Forschungszentrum RIKEN wurde schließlich im Beisein des Ministers eine Zusammenarbeitsvereinbarung (Memorandum of Understanding) zwischen RIKEN, GSI und FAIR unterzeichnet. (CP)

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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5372 Mon, 20 Jun 2022 11:00:00 +0200 Neue Kooperation von GSI/FAIR, Technischer Hochschule Mittelhessen und Varian – Ziel: Strahlentherapie weiter voranbringen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5372&cHash=38784d5e494c202f5c928c614d2dbcf6 Es ist ein wichtiger Schritt, um die künftigen Behandlungsmethoden im Kampf gegen den Krebs zu erweitern: Das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, die Technische Hochschule Mittelhessen (THM) und die Firma Varian, ein Siemens Healthineers Unternehmen aus Palo Alto, Kalifornien, wollen gemeinsam die medizinisch-technischen Entwicklungen im Bereich der FLASH-Therapie vorantreiben und den Weg in die klinische Anwendung weiter ebnen. Es ist ein wichtiger Schritt, um die künftigen Behandlungsmethoden im Kampf gegen den Krebs zu erweitern: Das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, die Technische Hochschule Mittelhessen (THM) und die Firma Varian, ein Siemens Healthineers Unternehmen aus Palo Alto, Kalifornien, wollen gemeinsam die medizinisch-technischen Entwicklungen im Bereich der FLASH-Therapie vorantreiben und den Weg in die klinische Anwendung weiter ebnen. Dazu wurde eine Vereinbarung zwischen den drei Beteiligten geschlossen.

Die Zusammenarbeit hat das Ziel, den Einsatz neuester Technologien für die Patientenbestrahlung mit ultra-hohen FLASH-Dosisraten zu ermöglichen. Das Thema FLASH-Bestrahlung steht aktuell weltweit stark im Fokus und ist auch ein Arbeitsschwerpunkt innerhalb der Abteilung GSI-Biophysik, die von Professor Marco Durante geleitet wird. Das FLASH-Verfahren ist eine neue, vielversprechende Möglichkeit der experimentellen Strahlentherapie. Das englische Wort Flash bedeutet Blitz; in der Strahlenmedizin geht es entsprechend um eine ultrakurze und hoch dosierte Bestrahlung. Bei der traditionellen Strahlentherapie sowie bei der Protonen- und Ionentherapie werden den Erkrankten über einen Zeitraum von einer Minute oder länger die Strahlendosen verabreicht, während FLASH-Bestrahlungen so angewandt werden, dass sie in nur wenigen hundert Millisekunden oder sogar kürzer erfolgen. FLASH könnte in Zukunft potenziell die Nebenwirkungen im gesunden Gewebe reduzieren und damit das therapeutische Fenster vergrößern. Der Vorteil von FLASH-Bestrahlungen wurde in vielen präklinischen Studien signifikant nachgewiesen, insbesondere für Elektronenstrahlung. Allerdings ist der hoffnungsträchtige Effekt aus strahlenbiologischer Sicht noch nicht vollständig verstanden.

Um eine solche FLASH-Bestrahlung durchzuführen – also eine hohe Strahlendosis in sehr kurzer Zeit zu applizieren –, müssen die klinischen Beschleuniger mit der höchsten Intensitätsstufe betrieben werden, damit sie die nötige Dosisleistung bereitstellen können. Doch hierbei gibt es eine entscheidende Herausforderung: Üblicherweise wird bei der Partikeltherapie das Rasterscan-Verfahren eingesetzt, eine Bestrahlungsmethode, bei der die Strahlen in ihrer Intensität präzise moduliert und mit schnellen Magneten exakt über den Tumor geführt werden, eine Technologie, die am GSI Helmholtzzentrum in den Neunzigerjahren entwickelt wurde. Zusätzlich wird dabei die Energie variiert, denn wie weit er ins Gewebe eindringt, hängt von der jeweiligen Energie des Strahls ab. Mit dieser Methode kann das Tumorvolumen maßgeschneidert und millimetergenau behandelt werden. Doch dieses Verfahren ist aus Zeitgründen bei der FLASH-Bestrahlung nicht möglich; eine Multi-Energie-Rasterabtastung würde viel zu lange dauern. Hier setzt die aktuelle Forschung von GSI/FAIR, THM und Varian an.

Die Beteiligten nehmen dabei die FLASH-Therapie mit Protonen in den Fokus. Ziel der Zusammenarbeit ist die Entwicklung und Validierung eines neuen klinischen Workflows. Statt des Raster-Scannings mit seinen etwa 30 bis 60 verschiedenen Energieschritten wird nur ein einziger Energieschritt verwendet. Damit die Bestrahlung trotzdem an das Tumorvolumen angepasst werden kann, wird ein sogenannter patientenindividueller 3D-Reichweitenmodulator („3D-RM“) eingesetzt, um ein vergleichbares Ergebnis – jedoch in viel kürzerer Zeit im Millisekundenbereich – zu erzielen. Dieser relativ kompakte 3D-RM wird mit hochqualitativen 3D-Druckern hergestellt, ist für die jeweilige Tumorform optimiert und besteht aus vielen pyramidenförmigen Grundstrukturen, die alle eine mikroskopisch genau definierte Form haben. Der Reichweitenmodulator wird für jeden Patienten individuell hergestellt und in der Strahlführung vorgeschaltet, bevor die Teilchen auf den Körper treffen. So kann die gewünschte Tumor-angepasste Verteilung der Dosis erfolgen. In den kommenden zwei Jahren werden die Forschungsteams mit VARIAN daran arbeiten, diesen Ablauf wissenschaftlich-technisch zu etablieren und zu optimieren.

Dr. Uli Weber, Technischer Projektleiter aus der GSI-Biophysik, ist sehr glücklich über die neue Kooperation mit Varian. „Was für mich in der Hauptsache zählt, ist die neue Modulatortechnik in die klinische Anwendung zu bringen. Und hier ist Varian der ideale Kooperationspartner, weil sie der Weltmarktführer in der Strahlentherapie sind und FLASH, sobald es sicher eingesetzt werden kann, möglichst früh in klinischen Studien mit ausgewählten Einrichtungen weiter testen wollen.“

Gemeinsam mit der wissenschaftlich-technischen Seite hat auch die GSI-Stabsstelle Technologietransfer, die von Dr. Tobias Engert geleitet wird, die neue Kooperation ausgestaltet. Das Ziel ist es, dass die innovativen Ideen und Technologien, die bei GSI/FAIR entstehen, in die Anwendung überführt werden können. Dafür bündelt die Stelle alle für den Transfer maßgeblichen Kompetenzen und Unterstützungsleistungen. Bei der aktuellen Kooperation von GSI, THM und Varian ist Technologietransfer-Managerin Dr. Alicja Surowiec für diese administrative Projekt-Koordination zuständig, Dr. Uli Weber und Dr. Christoph Schuy für die wissenschaftliche Projekt-Koordination und Durchführung bei GSI.

Seitens der Technischen Hochschule Mittelhessen (THM) ist die Arbeitsgruppe von Prof. Klemens Zink verantwortlich für das Projekt. Bereits in den letzten 5 Jahren hat er gemeinsam mit seinen Doktoranden und mit Dr. Uli Weber von der GSI an der Weiterentwicklung und praktischen Umsetzung der Idee des Reichweitenmodulators gearbeitet und freut sich nunmehr, dass diese Ideen ihren Weg in die klinische Anwendung finden. Hervorzuheben sind in diesem Zusammenhang insbesondere die Arbeiten seines Doktoranden Yuri Simeonov, der die Grundlagen für den klinischen Einsatz des Modulators erarbeitet hat und für seine Arbeiten bereits mehrfach ausgezeichnet worden ist.

Der Wissenschaftliche Geschäftsführer von GSI und FAIR, Professor Dr. Paolo Giubellino, zeigte sich hocherfreut von der neuen Kooperation: „Wir sind sehr stolz, dass wir gemeinsam mit einem weltweit so renommierten Unternehmen wie Varian die Strahlentherapie weiter voranbringen können. Diese internationale Vereinbarung schlägt den Bogen zwischen Forschungsinstitution, Hochschule und Wirtschaft und ermöglicht damit eine äußerst fruchtbare Kooperation mehrerer starker Verbündeter. Die Förderung dieser Technologietransfer-Brücke von der Grundlagenwissenschaft zur Industrie ist eine unserer grundlegenden Aufgaben als Forschungseinrichtung. Hier kommen Expertise in Biophysik und Medizin sowie ingenieurstechnische Spitzenleistung auf vielversprechende Weise zusammen. Neue Anwendungen in der Tumortherapie sind eines der Forschungsgebiete, die von den kürzlich erhöhten Strahlintensitäten der GSI-Beschleuniger und von den unerreichten Strahlintensitäten der im Bau befindlichen FAIR-Anlage besonders profitieren können.“ (BP)

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FAIR News (DEU) Presse Aktuelles FAIR
news-5375 Wed, 15 Jun 2022 13:55:00 +0200 Kooperationsvereinbarung zwischen GSI und der Hochschule Worms https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5375&cHash=e0cb7c07f521d8a0cb72995f05e399e1 Mit der neu geschlossenen Kooperationsvereinbarung zwischen GSI und der Hochschule Worms eröffnen sich gleich zwei neue Kooperationszweige. Sowohl für die Studienrichtung Wirtschaftsinformatik als auch für den Studiengang Logistikmanagement wurden Möglichkeiten zur Innovation durch eine kooperative Zusammenarbeit ausgemacht. Diese Meldung basiert auf einer Pressemitteilung der Hochschule Worms.

Mit der neu geschlossenen Kooperationsvereinbarung zwischen GSI und der Hochschule Worms eröffnen sich gleich zwei neue Kooperationszweige. Sowohl für die Studienrichtung Wirtschaftsinformatik als auch für den Studiengang Logistikmanagement wurden Möglichkeiten zur Innovation durch eine kooperative Zusammenarbeit ausgemacht.

Das gemeinsame Anliegen der Vertragspartner gilt dem Ausbau dualer Studienmöglichkeiten. Optimistisch schauen alle Beteiligten in die nahe Zukunft, hier Wissenstransfer in den Bereichen der dualen Bachelor Studiengänge der Wirtschaftsinformatik und des Logistikmanagements zu fördern. Bei der Zielgruppe handelt es sich um Personen, die in der Regel noch über geringe berufspraktische Erfahrungen verfügen und Studium und Praxis miteinander verbinden wollen. Es geht aber auch um frische Ideen einer Generation, die mit innovativer Technik bestens vertraut ist und ganz neue Impulse setzen kann.

„Unsere Informatik- und Logistikstudiengänge sind bei jungen Menschen derzeit stark nachgefragt und können durch die Kooperation mit dem GSI Helmholtzzentrum anwendungsnäher ausgestaltet und Theorie und Praxis noch besser verzahnt werden“, freut sich Prof. Dr. Jens Hermsdorf, Präsident der Hochschule Worms.

„Die Vernetzung mit den Hochschulen der Umgebung ist für uns ein wichtiger Faktor, um nachhaltig Nachwuchs im wissenschaftlichen, aber auch im Anwendungsbereich zu gewinnen. Die beiden dualen Studiengänge gemeinsam mit der Hochschule Worms sind dabei ein neuer Baustein, der unser bestehendes Portfolio erweitert und den jungen Menschen weitere Ausbildungsmöglichkeiten eröffnet“, sagt Dr. Ulrich Breuer, Administrativer Geschäftsführer von GSI und FAIR.

Eine Zusammenarbeit mit Perspektive und vielen Facetten

Beide Vertragspartner streben eine vertrauensvolle Zusammenarbeit an und freuen sich über diese vielversprechenden Möglichkeiten. „Ich finde das GSI Helmholtzzentrum als Partner besonders interessant, da dort Grundlagenforschung betrieben wird, und freue mich, wenn wir die künftigen Wirtschaftsinformatikerinnen und -informatiker ausbilden dürfen, die später einmal diese wichtige Grundlagenforschung von der IT und Prozessseite unterstützen werden“, ergänzt Professorin Marie-Luise Sessler aus dem Fachbereich Informatik.

„Die Sicherung der Nachwuchsgewinnung und der Entwicklung von Fachkräften insbesondere im IT-Bereich sowie in der Logistik ist uns ein großes Anliegen – die positiven Erfahrungen mit dual Studierenden und der enge Arbeitsmarkt bei den Absolvent*innen dieser beiden Studienrichtungen sind Motivation für diese Kooperation in der Region Rhein-Hessen“, erläutert Dorothee Sommer, Leiterin der GSI-Personalabteilung. „Für die Steuerung unseres Großprojekts FAIR sind die Kompetenzen beider Fachgebiete ein Schlüssel für Erfolg“.

Bei der Anbahnung zur Kooperation gelten ein besonderer Dank der GSI-Personalabteilung für die hervorragende Organisation und dem Koordinator für duale Studiengänge an der Hochschule Worms, Seyit Tokmak.

Über GSI/FAIR: Das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt betreibt eine weltweit einzigartige Beschleunigeranlage für Ionen. Einige der bekanntesten Ergebnisse sind die Entdeckung sechs 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. Mit FAIR wird Materie im Labor erzeugt und erforscht werden, wie sie sonst nur im Universum vorkommt. 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. (Hochschule Worms/CP)

Weitere Informationen
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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5362 Mon, 13 Jun 2022 09:00:00 +0200 Bundestagsabgeordneter Andreas Larem zu Gast 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=5362&cHash=3551a0f2fa79e9a77547c1c928e43e37 Der Bundestagsabgeordnete Andreas Larem hat vor kurzem GSI und FAIR besucht. In einem persönlichen Gespräch gaben Prof. Dr. Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer GSI und FAIR, Dr. Ulrich Breuer, Administrativer Geschäftsführer GSI und FAIR, Jörg Blaurock, Technischer Geschäftsführer GSI und FAIR und Dr. Ingo Peter, Leiter Presse- und Öffentlichkeitsarbeit GSI und FAIR, eine Einführung über den Stand des FAIR-Bauprojektes, die Campus-Weiterentwicklung sowie die bisherigen Forschungserfolge un Der Bundestagsabgeordnete Andreas Larem hat vor kurzem GSI und FAIR besucht. In einem persönlichen Gespräch gaben Prof. Dr. Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer GSI und FAIR, Dr. Ulrich Breuer, Administrativer Geschäftsführer GSI und FAIR, Jörg Blaurock, Technischer Geschäftsführer GSI und FAIR und Dr. Ingo Peter, Leiter Presse- und Öffentlichkeitsarbeit GSI und FAIR, eine Einführung über den Stand des FAIR-Bauprojektes, die Campus-Weiterentwicklung sowie die bisherigen Forschungserfolge und aktuellen Experimente.

Gemeinsam mit Prof. Dr. Giubellino und Dr. Peter führte Dr. Harald Hagelskamp, Leiter der FAIR-Baustelle, Herrn Larem, seit 2021 direkt gewählter Abgeordneter für den Wahlkreis Darmstadt, und seine Wissenschaftliche Mitarbeiterin, Annika Zecher, über das Gelände der FAIR-Baustelle. Mit dem Bus erhielten sie einen Überblick über das gesamte Baufeld und die Aktivitäten im nördlichen und südlichen Baubereich.

Bei der Begehung des unterirdischen SIS100-Beschleunigertunnels und des CBM-Experiments, die beide im Rohbau fertig gestellt sind, sowie des Transfergebäudes, das den zentralen Knotenpunkt der Anlagenstrahlführung bildet, konnten die Gäste einen unmittelbaren Eindruck bezüglich der zukünftigen Forschung auf unserem Campus gewinnen. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-5370 Thu, 09 Jun 2022 11:00:00 +0200 Industrie trifft Spitzenforschung: Rechenzentren stehen im Fokus beim Data Center Expert Summit 2022 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=5370&cHash=e106a1ac39b6350904c8e2882b813699 Aktuelle Entwicklungen und neue Strategien für den zukünftigen Rechenzentrumsbetrieb standen im Mittelpunkt des Data Center Expert Summit 2022, der Fachkonferenz für Rechenzentren in Deutschland, die vor kurzem bei GSI/FAIR stattfand. Veranstaltet wurde sie vom eco-Verband der Internetwirtschaft in Zusammenarbeit mit der Abteilung Technologietransfer von GSI/FAIR. Bei der Veranstaltung nahm auch der Digitalstaatssekretär und CIO des Landes Hessen, Patrick Burghardt, teil, der den Impulsvortrag der Konferen Aktuelle Entwicklungen und neue Strategien für den zukünftigen Rechenzentrumsbetrieb standen im Mittelpunkt des Data Center Expert Summit 2022, der Fachkonferenz für Rechenzentren in Deutschland, die vor kurzem bei GSI/FAIR stattfand. Veranstaltet wurde sie vom eco-Verband der Internetwirtschaft in Zusammenarbeit mit der Abteilung Technologietransfer von GSI/FAIR. Bei der Veranstaltung nahm auch der Digitalstaatssekretär und CIO des Landes Hessen, Patrick Burghardt, teil, der den Impulsvortrag der Konferenz hielt und von der GSI/FAIR-Geschäftsführung empfangen wurde.

Die Begrüßung und Eröffnung des Summits übernahmen Professor Dr. Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR und Alexander Rabe vom Eco-Verband der Internetwirtschaft. Zahlreiche Betreiber, Planende und Kunden von Rechenzentren und Serverräumen kamen bei der Veranstaltung zusammen, um sich über zukunftsweisende Themen auszutauschen und sich mit wichtigen Playern der Branche zu vernetzen. Der Internetwirtschaft wurden dabei verschiedene Strategie- und Technologie-Sessions angeboten.

Der GSI/FAIR-Forschungscampus in Darmstadt ist ein idealer Ort für eine Veranstaltung zum Thema Rechenzentren: Das Höchstleistungsrechenzentrum Green IT Cube des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung und der Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR) ist eines der leistungsfähigsten wissenschaftlichen Rechenzentren der Welt und wird enorme Rechnerkapazitäten für Experimente an den Beschleunigeranlagen von GSI und zukünftig von FAIR bereitstellen. Am Green IT Cube ist außerdem das GSI/FAIR Digital Open Lab etabliert worden. In diesem Reallabor (Test-Rechenzentrum) können Rechner- und Speichersysteme mit den jeweiligen anwendungsspezifischen Anforderungen an Leistungsfähigkeiten, zeitliche Lastverteilungen und ähnlichem und in verschiedenen Betriebsmodi und Systemkonfigurationen optimal auf ein effizientes Kühlsystem abgestimmt werden.

Das Digital Open Lab steht für Partner aus der Industrie und Forschung zur Verfügung. Zum Angebot an private und öffentliche Partner gehört beispielsweise die Bereitstellung der Infrastruktur und der IT-Kompetenzen von GSI und FAIR für gemeinsame Entwicklungsprojekte rund um das Thema HPC, Big Data und ultraschnelle Datenerfassung, unter anderem auch Software-Entwicklungen und -Produkte. Auch der Zugang zu HPC-Systemen und -Projekten für externe Partner über Kollaborations-Projekte ist möglich, ebenso ein Angebot von Leistungen im Rechenzentrum, etwa die Bereitstellung von Rackspace. Das beim Hessischen Zentrum für Künstliche Intelligenz hessian.AI derzeit im Aufbau befindliche KI-Innovationslabor beispielsweise wird mit seiner KI-Recheninfrastruktur am Green IT Cube angesiedelt werden. Dies hatte das Hessische Ministerium für Digitale Strategie und Entwicklung vor kurzem angekündigt.

Beim Data Center Expert Summit 2022 berichtete Dr. Helmut Kreiser, Leiter des Green IT Cube, über die Besonderheiten des Green IT Cube und das Digital Open Lab. Er erläuterte unter anderem, wie energieeffizient das Rechenzentrum ist und welche Aufgabe es auf dem GSI/FAIR-Campus übernimmt. Der Green IT Cube setzt Maßstäbe in der IT-Technologie und beim Thema Energiesparen: Dank eines speziellen Kühlsystems ist er besonders energie- und ressourcenschonend. Er 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 leistungsstarke Konzept konnte schon mehrfach Preise für Innovation und Umweltfreundlichkeit gewinnen, unter anderem wurde es mit dem Umweltzeichen der Bundesregierung, dem Blauen Engel, ausgezeichnet. (BP)

Stimmen zum Data Center Expert Summit 2022

Professor Dr. Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR: „Wir freuen uns, dass diese wichtige Fachkonferenz für Rechenzentren mit ihren hochkarätigen Gästen bei uns stattfindet. Das Höchstleistungsrechenzentrum Green IT Cube ist ein herausragendes Beispiel dafür, wie aus der Grundlagenforschung innovative, breit nutzbare Entwicklungen und neue Spitzentechnologien entstehen. Es ist ein wichtiges Ziel für uns, gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Wirtschaft neue Impulse zu setzen für zukunftsträchtige Forschungs- und Entwicklungsprojekte.“

Patrick Burghardt, Digitalstaatssekretär und CIO des Landes Hessen: „Hochleistungsfähige Rechenkapazitäten sind die Grundlage für innovative Projekte und Produkte: ob in der Industrie, in der Landwirtschaft, im Gesundheitsbereich, in der Energieversorgung oder der Mobilität. Rechenzentren sind das Rückgrat der Digitalisierung. Zusammen mit gigabitfähigen Netzen und leistungsstarken Mobilfunknetzen bilden sie die Infrastruktur und das Fundament des digitalen Wandels. Weil wir uns dessen bewusst sind, haben wir den Rechenzentren ein eignes Ziel in der Hessischen Digitalstrategie gewidmet. Wir wollen die leistungsfähigen Recheninfrastrukturen in Hessen stärken und zu einem Vorreiter auf dem Feld energieeffizienter, nachhaltiger Rechenzentren und Green IT entwickeln, so dass das Hessische Datenökosystem seine enormen Anwendungspotenziale nutzbringend entfalten kann. Mit dem hessischen Rechenzentrumsbüro wollen wir im Kontakt mit den Rechenzentrumsbetreibern und den Kommunen dazu beitragen, dass innovative nachhaltige Lösungen den Fortschritt und die Zukunft des Wirtschaftsstandortes Hessen sichern.“

Weiterführende Links:

Höchstleistungsrechenzentrum Green IT Cube

GSI/FAIR Digital Open Lab

eco Verband der Internetwirtschaft

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Presse Aktuelles FAIR
news-5368 Wed, 08 Jun 2022 17:00:00 +0200 Neue Einblicke in Neutronensterne – Aus Schwerionenexperimenten, astrophysikalischen Beobachtungen und Kerntheorie https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5368&cHash=c5e4306014f53cca12900154bfc79c7e Ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung von Forschenden des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt hat zum ersten Mal Daten aus Schwerionenkollisionen, Gravitationswellenmessungen und anderen astronomischen Beobachtungen mit Hilfe modernster theoretischer Modelle kombiniert, um die Eigenschaften der dichten Materie im Inneren von Neutronensternen besser zu verstehen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht. Diese Meldung basiert auf einer Pressemitteilung der Technischen Universität Darmstadt.

Ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung von Forschenden des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt hat zum ersten Mal Daten aus Schwerionenkollisionen, Gravitationswellenmessungen und anderen astronomischen Beobachtungen mit Hilfe modernster theoretischer Modelle kombiniert, um die Eigenschaften der dichten Materie im Inneren von Neutronensternen besser zu verstehen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht.

Überall im Universum werden Neutronensterne in Supernova-Explosionen geboren, die das Ende des Lebens massereicher Sterne markieren. Manchmal sind Neutronensterne in Doppelsternsystemen gebunden und werden schließlich miteinander kollidieren. Diese hochenergetischen, astrophysikalischen Phänomene zeichnen sich durch so extreme Bedingungen aus, dass sie die meisten schweren Elemente wie Silber und Gold erzeugen. Daher sind Neutronensterne und ihre Kollisionen einzigartige Laboratorien zur Untersuchung der Eigenschaften von Materie bei Dichten, die weit über den Dichten in Atomkernen liegen. Experimente mit Schwerionen-Kollisionen, die mit Teilchenbeschleunigern durchgeführt werden, sind eine Möglichkeit, Materie bei hohen Dichten und unter extremen Bedingungen zu erzeugen und zu untersuchen.

„Die Kombination von Erkenntnissen aus der theoretischen und experimentellen Kernphysik und astrophysikalischen Beobachtungen ist unerlässlich, um die Eigenschaften neutronenreicher Materie über den gesamten Dichtebereich, der in Neutronensternen vorkommt, zu verstehen“, erklärt Sabrina Huth, Institut für Kernphysik an der Technischen Universität Darmstadt, Erstautorin der Veröffentlichung. Peter T. H. Pang, ein weiterer Erstautor vom Institut für Gravitations- und subatomare Physik (GRASP) der Universität Utrecht, fügt hinzu: „Wir stellen fest, dass die Teilchenbeschleuniger-Daten von Goldionen-Kollisionen eine bemerkenswerte Übereinstimmung mit astrophysikalischen Beobachtungen aufweisen, obwohl sie mit völlig anderen Methoden gewonnen wurden.“

Dank der jüngsten Fortschritte in der Multi-Messenger-Astronomie konnte das internationale Team, an dem Forschende aus Deutschland, den Niederlanden, den USA und Schweden beteiligt sind, neue Erkenntnisse über die grundlegenden Wechselwirkungen in der Kernmaterie gewinnen. In einer interdisziplinären Studie haben die Wissenschaftler*innen Informationen aus Schwerionenkollisionen mit astronomischen Beobachtungen elektromagnetischer Signale, Messungen von Gravitationswellen und astrophysikalischen und kerntheoretischen Berechnungen zusammengebracht. Ihre systematische Studie kombiniert erstmals all diese Informationen und deutet auf einen höheren Druck bei mittleren Dichten in Neutronensternen hin.

Die Autor*innen haben die Informationen aus Goldionen-Kollisionsexperimenten, die am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt sowie am Brookhaven National Laboratory und am Lawrence Berkeley National Laboratory in den USA durchgeführt wurden, in ihre mehrstufige Analyse einfließen lassen, welche auf Informationen aus der theoretischen Kernphysik und astrophysikalischen Beobachtungen basiert. Dazu gehören Messungen der Masse von Neutronensternen durch Radiobeobachtungen, Informationen von der „Neutron Star Interior Composition Explorer“ (NICER) Mission auf der Internationalen Raumstation sowie Multi-Messenger-Beobachtungen von Verschmelzungen zweier Neutronensterne.

Die Einbeziehung der Daten von Schwerionen-Kollisionen in die Analysen hat zusätzliche Einschränkungen im Dichtebereich ermöglicht, wo die Kerntheorie und astrophysikalische Beobachtungen weniger sensitiv sind. Dies hat dazu beigetragen, ein vollständigeres Verständnis der dichten Materie zu gewinnen. "In Zukunft können verbesserte Daten aus Schwerionenkollisionen eine wichtige Rolle bei der Verknüpfung von Kerntheorie und astrophysikalischen Beobachtungen spielen, indem sie ergänzende Informationen liefern", sagt Dr. Arnaud Le Fèvre von GSI, Mitautor der Veröffentlichung.

Insbesondere Experimente, die höhere Dichten erforschen und gleichzeitig die experimentellen Unsicherheiten verringern, haben ein großes Potenzial, neue Hinweise auf die Eigenschaften von Neutronensternen zu liefern. Neue Informationen auf beiden Seiten können leicht in die Berechnungen integriert werden, um das Verständnis dichter Materie in den kommenden Jahren weiter zu verbessern. „Hier wird insbesondere das Experiment zur Untersuchung komprimierter Kernmaterie CBM an der neuen FAIR-Anlage eine bedeutende Rolle spielen und neue Erkenntnisse beitragen“, erläutert Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR. „CBM wird einzigartige Möglichkeiten bieten, Kernmaterie bei Dichten wie im Inneren von Neutronensternen oder Neutronensternverschmelzungen herzustellen und zu studieren.“ Das internationale Beschleunigerzentrum FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) befindet sich aktuell bei GSI im Aufbau. (TUD/CP)

Weitere Informationen
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FAIR News (DEU) Presse Aktuelles FAIR
news-5365 Fri, 03 Jun 2022 08:53:00 +0200 Forschungskooperation und Aufbau von Kapazitäten: GET_INvolved-Programm schafft engere Verbindung zwischen IIT Roorkee und 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=5365&cHash=97a631dc402630af2bd7689992300eb3 Eine Kooperationsvereinbarung („Memorandum of Understanding“) und eine GET_INvolved-Partnerschaftsvereinbarung, die vor allem auf Mobilitäts- und Kapazitätsaufbauprogramme abzielt, wurden vor kurzem zwischen dem Indian Institute of Technology Roorkee (Indien) und GSI/FAIR Darmstadt unterzeichnet. Die trilaterale Vereinbarung wird Praktikums-, Ausbildungs- und Forschungsprogramme zwischen GSI/FAIR und dem IIT Roorkee ermöglichen und neue Kooperationen zwischen den Instituten schaffen. FAIR ist eines der... Eine Kooperationsvereinbarung („Memorandum of Understanding“) und eine GET_INvolved-Partnerschaftsvereinbarung, die vor allem auf Mobilitäts- und Kapazitätsaufbauprogramme abzielt, wurden vor kurzem zwischen dem Indian Institute of Technology Roorkee (Indien) und GSI/FAIR Darmstadt unterzeichnet. Die trilaterale Vereinbarung wird Praktikums-, Ausbildungs- und Forschungsprogramme zwischen GSI/FAIR und dem IIT Roorkee ermöglichen und neue Kooperationen zwischen den Instituten schaffen. FAIR ist eines der weltweit größten Forschungsprojekte und entsteht derzeit am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung.

Insbesondere wird ein gemeinsames Förderverfahren für das GET_INvolved-Programm bei GSI/FAIR etabliert. Es wird jungen Studierenden und Nachwuchsforschenden eine einmalige Gelegenheit bieten, durch technische oder wissenschaftliche Projekte mit Bezug zur GSI/FAIR-Forschung in allen Bereichen der Einrichtung zu lernen und Erfahrungen aus erster Hand zu sammeln.

Das Indian Institute of Technology Roorkee feiert derzeit Jubiläum. Seit 175 Jahren vermittelt es technische Bildung und trägt zur Weiterentwicklung in der Gesellschaft bei. Das aktuelle Abkommen ist auch ein Meilenstein für das IIT Roorkee: Es handelt sich um die 100ste Vereinbarung.

Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR, sagt: „FAIR und GSI sind stolz darauf, eine Talentschmiede zu sein, und Indien ist eines der Gründungsmitglieder von FAIR. Daher freue ich mich über die Formalisierung der Zusammenarbeit zwischen dem IIT Roorkee und FAIR/GSI. Die Partnerschaft mit IIT Roorkee im Rahmen des GET_INvolved-Programms wird ein weiterer Schritt sein, um jungen Studierenden Zugang zu einer Ausbildung aus erster Hand zu verschaffen und die Entwicklung von Nachwuchsforschenden zu fördern, was ein grundlegendes Element unserer Aufgabe ist."

Professor Ajit K Chaturvedi, Direktor des IIT Roorkee, sagt: „Die Zusammenarbeit zwischen GSI/FAIR und IIT Roorkee wird den Wissensaustausch und den Aufbau von Kapazitäten zwischen den beiden Ländern beschleunigen. Die Formalisierung unserer Vereinbarung hätte zu keinem günstigeren Zeitpunkt stattfinden können als während des Besuchs unseres Premierministers in Deutschland. Ich wünsche dem GET_Involved-Programm viel Erfolg, denn es hat ein großes Potenzial als Plattform für unsere Studierenden und Fakultätsmitglieder verschiedener Fachrichtungen, die hochmoderne internationale Einrichtung zu nutzen und einen Beitrag dazu zu leisten.“ (BP)

Indien bei FAIR

Indien ist der drittgrößte Beitragszahler unter den Ländern, die als Partner am Bau der Anlage beteiligt sind und eine wichtige Rolle spielen. Indische Unternehmen werden wichtige Komponenten wie ultrastabile Stromrichter, koaxiale Stromkabel für die Stromversorgung der Magneten, Beamstopper, Ultrahochvakuumkammern und supraleitende Magnete für das FAIR-Beschleunigersystem liefern und entwickeln. Indische Wissenschaftler*innen sind auch an den Experimenten CBM und NUSTAR beteiligt. Bei CBM besteht die Hauptaufgabe der indischen Forschenden darin, ein Myon-Nachweissystem auf der Grundlage der GEM-Technologie (Gas Electron Multiplier) zu bauen. Beim NUSTAR-Experiment ist Indien am Bau eines hochauflösenden Gammastrahlenspektrometers (DESPEC Germanium Array) und eines modularen Neutronenspektrometers beteiligt. Das BOSE-Institut vertritt die Republik Indien im Council der FAIR Shareholder.

Weitere Informationen

Für weitere Informationen zum GET_INvolved Programm zwischen IIT Roorkee und GSI/FAIR können sich Interessierte an die jeweiligen Koordinatoren wenden: Professor P. Arumugam (IIT Roorkee, dean.ir@iitr.ac.in) und Dr. Pradeep Ghosh (GSI und FAIR, Pradeep.Ghosh@fair-center.eu).

Über das GET_Involved-Programm

Das GET-INvolved-Programm bietet internationalen Studierenden und Nachwuchswissenschaftler*innen aus Partnereinrichtungen die Möglichkeit, Praktika, Traineeships und erste Forschungserfahrungen zu sammeln, um sich im internationalen FAIR-Beschleunigerprojekt einzubringen und gleichzeitig eine wissenschaftliche und technische Ausbildung zu erhalten.

 

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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5360 Mon, 23 May 2022 12:11:48 +0200 Weltweite Ringfahndung nach Dunkler Materie: Sensornetzwerk GNOME publiziert erstmals umfassende Daten in „Nature Physics“ https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5360&cHash=95385e1dd82d3e731ac70af191c14f83 Ein internationales Forschungsteam unter federführender Beteiligung des Exzellenzclusters PRISMA+ der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und des Helmholtz-Instituts Mainz (HIM) hat erstmals umfassende Daten zur Suche nach dunkler Materie mit einem weltweiten Netzwerk an optischen Magnetometern veröffentlicht. Dunkle Materie-Felder sollten in den zahlreichen Stationen des GNOME Netzwerks ein charakteristisches Signalmuster erzeugen, das durch korrelierte Messungen nachgewiesen werden kann, so die Üb Diese Mitteilung basiert auf einer Pressemitteilung der Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Ein internationales Forschungsteam unter federführender Beteiligung des Exzellenzclusters PRISMA+ der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und des Helmholtz-Instituts Mainz (HIM) hat erstmals umfassende Daten zur Suche nach dunkler Materie mit einem weltweiten Netzwerk an optischen Magnetometern veröffentlicht. Dunkle Materie-Felder sollten in den zahlreichen Stationen des GNOME Netzwerks ein charakteristisches Signalmuster erzeugen, das durch korrelierte Messungen nachgewiesen werden kann, so die Überlegung. Bei der Analyse von Daten aus einem einmonatigen Dauerbetrieb von GNOME gab es noch keinen entsprechenden Hinweis. Die Messung erlaubt aber präzise Vorhersagen von den Eigenschaften Dunkler Materie zu formulieren, wie die Forscher in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Physics“ berichten.

GNOME steht für Global Network of Optical Magnetometers for Exotic physics searches. Dahinter verbergen sich über den Globus verteilte optische Magnetometer. Mit GNOME wollen die Forscher insbesondere die Suche nach Dunkler Materie vorantreiben – eine der aufregendsten Herausforderungen der Grundlagenphysik im 21. Jahrhundert. Denn schon lange ist bekannt, dass viele rätselhafte astronomische Beobachtungen, wie die Rotationsgeschwindigkeit von Sternen in Galaxien oder das Spektrum der kosmischen Hintergrundstrahlung am besten durch Dunkle Materie erklärt werden können.

„Als einer der vielversprechendsten Kandidaten für Dunkle Materie gelten heute extrem leichte bosonische Teilchen. Zu ihnen zählen unter anderem sogenannte Axion-like Particles, kurz ALPs“, sagt Professor Dr. Dmitry Budker, Professor bei PRISMA+ und am HIM, einer institutionellen Kooperation der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt. „Sie können auch als klassisches Feld, das mit einer bestimmten Frequenz oszilliert, betrachtet werden. Eine mögliche, theoretisch vorhergesagte Eigenheit solcher bosonischen Felder ist, dass sie Muster und Strukturen bilden können. Im Ergebnis könnte die Dichte der Dunklen Materie in vielen verschiedenen Regionen konzentriert sein. Es könnten sich zum Beispiel diskrete Domänenwände bilden, die kleiner als eine Galaxie, aber viel größer als die Erde sind.“

„Durchdringt eine solche Wand die Erde, wird diese nach und nach durch das GNOME-Netzwerk erkannt und kann in den Magnetometern vorübergehende charakteristische Signalmuster hervorrufen“, erläutert Dr. Arne Wickenbrock, einer der Mitautoren der Studie. „Noch dazu sind die Signale miteinander in bestimmter Weise korreliert, je nachdem, wie schnell sich die Wand bewegt und wann sie den jeweiligen Standort erreicht.“

Mittlerweile besteht das Netzwerk aus 14 Magnetometern, die über acht Länder weltweit verteilt sind: Deutschland, Serbien, Polen, Israel, Südkorea, China, Australien und den USA. Neun von ihnen lieferten Daten für die aktuelle Analyse. Das Messprinzip beruht auf einer Wechselwirkung der Dunklen Materie mit den Kernspins der Atome in dem Magnetometer. Die Kernspins dieser Atome werden mit einem Laser mit einer bestimmten Frequenz angeregt und dabei alle in einer Richtung ausgerichtet. Ein potentielles Dunkle-Materie-Feld kann diese Richtung stören, was messbar ist.

Im übertragenen Sinn kann man sich vorstellen, dass die Atome in dem Magnetometer zunächst durcheinander tanzen, verdeutlicht Hector Masia-Roig, Doktorand in der Budker-Gruppe und ebenfalls Autor der aktuellen Studie. „Wenn sie die richtige Frequenz an Laserlicht „hören“, drehen sie sich alle zusammen. Dunkle Materieteilchen können die tanzenden Atome aus dem Gleichgewicht bringen. Diese Störung können wir sehr genau messen.“ Und nun wird das Netzwerk an Magnetometern wichtig: Wenn die Erde sich durch eine räumlich begrenzte Wand aus Dunkler Materie bewegt, werden nach und nach die tanzenden Atome in allen Stationen gestört. Eine dieser Stationen steht in einem Labor am Helmholtz-Institut in Mainz. „Erst wenn wir die Signale aller Stationen abgleichen, können wir beurteilen, was die Störung ausgelöst hat“, so Hector Masia-Roig. „Übertragen auf das Bild der tanzenden Atome heißt das: Wenn wir die Messerergebnisse aller Stationen vergleichen, können wir entscheiden, ob es nur ein mutiger Tänzer war, der aus der Reihe tanzt, oder tatsächlich eine weltweite Störung durch dunkle Materie.“

In der aktuellen Studie analysiert das Forschungsteam die Daten aus einem einmonatigen Dauerbetrieb von GNOME. Statistisch signifikante Signale treten in dem untersuchten Massebereich von einem Femtoelektronenvolt (feV) bis 100.000 feV nicht auf. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass die Forschenden den Bereich, in dem solche Signale der Theorie nach zu finden sein könnten, noch weiter als bisher einschränken können. Für Szenarien, die auf diskrete Dunkle-Materie-Wände setzen, ist das ein wichtiges Ergebnis, „auch wenn wir mit unserer weltweiten Ringfahndung eine solche Domänenwand bisher nicht nachweisen konnten“, so Joseph Smiga, ebenfalls Doktorand in Mainz und Autor der Studie.

Die zukünftige Arbeit der GNOME-Kollaboration wird sich darauf konzentrieren, sowohl die Magnetometer selbst als auch die Datenanalyse zu verbessern. So soll insbesondere ein Dauerbetrieb noch stabiler möglich sein. Das ist wichtig, um zuverlässig nach Signalen zu suchen, die länger als eine Stunde anhalten. Zudem sollen die bisher in den Magnetometern verwendeten Alkali-Atome durch Edelgase ersetzt werden. Unter dem Titel Advanced GNOME erwarten die Forscher dadurch für künftige Messungen eine erheblich bessere Empfindlichkeit bei der Suche nach ALPs und Dunkler Materie. (JGU/BP)

Weitere Informationen

Link zur wissenschaftlichen Veröffentlichung in Nature Physics (Englisch)

Link zur Arbeitsgruppe von Professor Budker (Englisch)

 

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Aktuelles FAIR
news-5357 Wed, 18 May 2022 09:00:00 +0200 GSI/FAIR und Saint Mary's University sind neue Partner im GET_INvolved-Programm https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5357&cHash=48d2b153bde96c2c1c2b4a1d88b50c06 GSI und FAIR in Darmstadt und die Saint Mary's University (SMU) in Halifax, Kanada, haben einen Vertrag für Austausch und Mobilität unterzeichnet, um die akademische und wissenschaftliche Zusammenarbeit zwischen den zwei Institutionen zu fördern. Die Vertreter von GSI/FAIR und der Saint Mary's University (SMU) trafen sich virtuell, um ihr Engagement zur Förderung von Austausch- und Ausbildungsmöglichkeiten für junge Studierende und Nachwuchsforschende zu bekräftigen. GSI und FAIR in Darmstadt und die Saint Mary's University (SMU) in Halifax, Kanada, haben einen Vertrag für Austausch und Mobilität unterzeichnet, um die akademische und wissenschaftliche Zusammenarbeit zwischen den zwei Institutionen zu fördern. Die Vertreter von GSI/FAIR und der Saint Mary's University (SMU) trafen sich virtuell, um ihr Engagement zur Förderung von Austausch- und Ausbildungsmöglichkeiten für junge Studierende und Nachwuchsforschende zu bekräftigen.

Dr. Robert Summerby-Murray (Präsident und Vizekanzler), Dr. Malcolm Butler (Vizepräsident, Lehre und Forschung), Dr. Adam Sarty (Stellvertretender Vizepräsident, Forschung), Dr. Lori Francis (Dekanin für Wissenschaft), Dr. Ian Short (Vorsitzender) und Dr. Rituparna Kanungo (Abteilung für Astronomie und Physik) vertraten die SMU Halifax. Professor Paolo Giubellino (Wissenschaftlicher Geschäftsführer), Professor Karlheinz Langanke (Forschungsdirektor), Professor Christoph Scheidenberger (Leiter Abteilung NUSTAR) und Dr. Pradeep Ghosh (Programm-Manager) waren stellvertretend für GSI und FAIR anwesend.

Ziel war es auch, den Fortschritt der Bauarbeiten und die Ergebnisse des FAIR-Forschungsprogramms FAIR-Phase 0 zu erläutern und sich darüber auszutauschen, wie die wissenschaftliche Zusammenarbeit intensiviert und jungen Forschenden, die mit der SMU Halifax verbunden sind, mehr Ausbildungs- und Forschungsmöglichkeiten geboten werden können. Während des Treffens stellte Professor Paolo Giubellino hochrangigen Gästen der SMU Halifax die FAIR-Anlage und den aktuellen Stand der Bauarbeiten durch ein eindrucksvolles Drohnenvideo im Zeitraffer von 2018 bis 2021 vor.

Professor Paolo Giubellino betonte: „Wir bei GSI/FAIR bieten jungen Köpfen die Möglichkeit, ihr Talent zu entwickeln, sich mit fortschrittlichen Technologien vertraut zu machen und sich in einem internationalen Umfeld ausbilden zu lassen, so dass sie bereit sind, einen Beitrag für die Gesellschaft insgesamt zu leisten. Wissenschaft wird von Menschen gemacht, von Köpfen. Unsere Mission ist es, ihnen die Möglichkeit zu geben, sich zu entfalten. Ich freue mich darauf, junge Forschende der SMU Halifax bei FAIR begrüßen zu dürfen.

Professor Christoph Scheidenberger hob hervor: „Seit vielen Jahren haben SMU Halifax, GSI Darmstadt und TRIUMF Vancouver eng aufeinander ausgerichtete Forschungsschwerpunkte in den Bereichen Kernreaktionen, Kernstruktur und Beschleunigerwissenschaften. Ich freue mich zu erfahren, dass die SMU Halifax und GSI/FAIR ihre kontinuierliche Zusammenarbeit formalisieren und die Möglichkeiten für Mobilität in der Forschung erweitern. Die GET_INvolved-Partnerschaftsvereinbarung wird weitere Wege bieten, damit künftige Führungskräfte eine noch qualifiziertere Ausbildung erhalten können.“

Dr. Robert Summerby-Murray sagte: „Diese neue Partnerschaft zwischen der Saint Mary’s University und unseren Kolleg*innen von GSI/FAIR steht für unser gemeinsames Engagement für internationale Forschung und Zusammenarbeit. Als Forschende verbindet uns der Wunsch, Wissen zu schaffen, Grenzen zu erkunden und der Gesellschaft die Bedeutung von Entdeckungen und Innovationen aufzuzeigen. Unsere Partnerschaft basiert auf diesen gemeinsamen Werten und unserer Erkenntnis, wie wichtig es ist, Nachwuchswissenschaftler*innen Chancen zu bieten. Gemeinsam investieren wir nicht nur in die Weiterentwicklung der wissenschaftlichen Forschung, sondern auch in den Erfolg zukünftiger Forschender. Ich gratuliere allen, die am Start dieser wichtigen Zusammenarbeit beteiligt waren.“ (BP)

Weitere Informationen

Für weitere Informationen zum GET_INvolved Programm können sich Interessierte an die jeweiligen Koordinatoren wenden: Dr. Pradeep Ghosh (GSI und FAIR, Pradeep.Ghosh@fair-center.eu) und Professorin Rituparna Kanungo (Saint Mary’s University, ritu@triumf.ca, Rituparna.Kanungo@smu.ca).

Über die Saint Mary's University

Die Saint Mary's University in Halifax, Nova Scotia, Kanada, wurde 1802 gegründet und ist national führend in der internationalen und interkulturellen Lehre und Bildung. Zu den Leitbildern der Universität gehören das Engagement in der Forschung und der Dienst an der Gemeinschaft von der lokalen bis zur internationalen Ebene. Die Universität ist ein Zentrum der Forschung zur subatomaren Physik im östlichen Kanada. Die derzeitige kernphysikalische Forschungsinfrastruktur der Universität befindet sich im kanadischen Teilchenbeschleunigerzentrum TRIUMF in Vancouver.

Über das GET_INvolved-Programm

Das GET-INvolved-Programm bietet internationalen Studierenden und Nachwuchswissenschaftler*innen aus Partnereinrichtungen die Möglichkeit, Praktika, Traineeships und erste Forschungserfahrungen zu sammeln, um sich im internationalen FAIR-Beschleunigerprojekt einzubringen und gleichzeitig eine wissenschaftliche und technische Ausbildung zu erhalten.

 

 

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Aktuelles FAIR
news-5353 Mon, 16 May 2022 10:20:00 +0200 GSI/FAIR-Geschäftsführer besuchen den WASA-Detektoraufbau am Fragmentseparator FRS https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5353&cHash=b9fc09ddb2ebf684007b065ec1ca3929 „Es ist sehr eindrucksvoll zu sehen, wie eine so große Kollaboration von internationalen Wissenschaftler*innen zusammenarbeitet, und ich bin beeindruckt von den umfangreichen wissenschaftlichen Leistungen“, sagt Professor Paolo Giubellino, der Wissenschaftliche Geschäftsführer von GSI und FAIR. Gemeinsam mit seinen Kollegen Jörg Blaurock und Dr. Ulrich Breuer, dem Technischen Geschäftsführer und dem Administrativen Geschäftsführer von GSI und FAIR, besuchte er wenige Tage nach der erfolgreichen ... „Es ist sehr eindrucksvoll zu sehen, wie eine so große Kollaboration von internationalen Wissenschaftler*innen zusammenarbeitet, und ich bin beeindruckt von den umfangreichen wissenschaftlichen Leistungen“, sagt Professor Paolo Giubellino, der Wissenschaftliche Geschäftsführer von GSI und FAIR. Gemeinsam mit seinen Kollegen Jörg Blaurock und Dr. Ulrich Breuer, dem Technischen Geschäftsführer und dem Administrativen Geschäftsführer von GSI und FAIR, besuchte er wenige Tage nach der erfolgreichen Inbetriebnahme des WASA-Experiments in Februar und März 2022 den Detektor, der derzeit am GSI-Fragmentseparator FRS installiert ist. Alle drei Geschäftsführer wollten sich aus erster Hand über dieses Meilenstein-Experiment informieren und sich einen direkten Eindruck von den laufenden Arbeiten und ersten Ergebnissen verschaffen.

Bis heute wurden weltweit bereits mehrere Experimente zur Suche und Untersuchung von ganz besonderen exotischen Atomen, insbesondere von sogenannten mesischen Atomen und Hyperkernen, erfolgreich durchgeführt. Die jetzigen Experimente bauen auf einer langjährigen und intensiven Zusammenarbeit zwischen GSI und RIKEN auf, Japans größter umfassender Forschungseinrichtung, die für qualitativ hochwertige Forschung in einem breiten Spektrum moderner wissenschaftlicher Disziplinen bekannt ist.

Normale Atomkerne bestehen aus Protonen und Neutronen, die ihrerseits aus insgesamt drei Up- und Down-Quarks zusammengesetzt sind. Sie bilden den Kern und zusammen mit den umgebenden Elektronen ein Atom. Wird eines der Quarks im Kern durch eine andere Art, ein so genanntes Strange-Quark, ersetzt, entsteht ein Hyperkern. Hyperkerne können in energiereichen Teilchenkollisionen an Beschleunigern erzeugt werden, und ihr Zerfall kann mit Experimentaufbauten wie dem WASA-Detektor und dem FRS beobachtet werden, um ihre Eigenschaften im Detail zu untersuchen. Hyperkerne sind besonders interessant, weil die derzeitigen Theorien davon ausgehen, dass sie wichtige Eigenschaften von Neutronensternen bestimmen. In ähnlicher Weise kann ein exotisches Atom entstehen, wenn die Elektronen in der umgebenden Atomhülle der Kerne durch andere geladene Teilchen ersetzt werden, wie zum Beispiel ein Meson. Ein Meson ist ein instabiles Paar aus einem Quark und einem Antiquark. Die Untersuchung dieser exotischen Atome kann einen Hinweis darauf geben, wie die Masse der Materie im Universum entsteht. WASA@FRS ermöglicht die Erzeugung und Untersuchung solcher exotischen, sehr seltenen Systeme mit sehr hoher experimenteller Empfindlichkeit und Reinheit.

Während der FRS hauptsächlich für die Trennung und Identifizierung exotischer Kerne verwendet wird, nutzt die Super-FRS-Experimentkollaboration die Vorteile seiner hohen Impulsauflösung, die im Bereich der relativistischen Protonen- und Schwerionenstrahlen weltweit einzigartig ist und somit konkurrenzlose Teilchenphysikstudien ermöglicht. Die Kombination eines hochauflösenden Impulsspektrometers mit dem „Wide Angle Shower Apparatus“ WASA, mit dem die Spuren einer großen Anzahl von Teilchen verfolgt werden können, die in energiereichen Kernkollisionen emittiert werden, öffnet die Tür zu nie dagewesenen experimentellen Möglichkeiten an der Grenze zwischen Atom-, Kern- und Hadronenphysik.

Die laufenden Experimente dienen als Pilotstudie für noch weitergehende wissenschaftliche Ziele am Super-FRS von FAIR, der sich derzeit im Bau befindet. „Die laufenden Forschungsaktivitäten werden weitgehend von japanischen Wissenschaftlern vorangetrieben. Die Kooperation mit den japanischen Forschungseinrichtungen war sehr wertvoll für GSI und wir hoffen auf eine verstärkte Fortsetzung dieser erfolgreichen Zusammenarbeit in Zukunft“, sagt Paolo Giubellino. (CP)

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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5355 Wed, 11 May 2022 08:15:00 +0200 Bedeutende Auszeichnung: Verleihung des Gottfried Wilhelm Leibniz-Preises an Professor Gabriel Martínez-Pinedo https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5355&cHash=eb1a4de54ac35e06ab796b939416e246 Der GSI/FAIR-Wissenschaftler Professor Gabriel Martínez-Pinedo hat den Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis 2022 der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) erhalten. Dies ist der wichtigste und höchstdotierte deutsche Forschungspreis. Am 12. Mai 2022 fand die feierliche Preisverleihung in Bonn statt, die Entscheidung war im Dezember 2021 bekannt gegeben worden. Die Preisverleihung konnte per Livestream verfolgt werden. Martínez-Pinedo wurde für seine herausragende Arbeit ... Der GSI/FAIR-Wissenschaftler Professor Gabriel Martínez-Pinedo hat den Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis 2022 der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) erhalten. Dies ist der wichtigste und höchstdotierte deutsche Forschungspreis. Am 12. Mai 2022 fand die feierliche Preisverleihung in Bonn statt, die Entscheidung war im Dezember 2021 bekannt gegeben worden. Die Preisverleihung kann noch einmal per Stream verfolgt werden. Martínez-Pinedo wurde für seine herausragende Arbeit an der Schnittstelle zwischen Astro-, Kern- und Neutrinophysik ausgezeichnet. Er arbeitet am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt und am Institut für Kernphysik der TU Darmstadt.

Der Physiker Gabriel Martínez-Pinedo hat mit seinen Arbeiten dazu beigetragen, eines der größten ungelösten Probleme der Physik im 21. Jahrhundert zu lösen: Wo produziert das Universum schwere Elemente, wie etwa die Edelmetalle Gold oder Platin? Zusammen mit anderen Wissenschaftler*innen, einschließlich Professorin Almudena Arcones aus Darmstadt, zeigte Martínez-Pinedo, dass diese Elemente bei der Verschmelzung von Neutronensternen entstehen und dass bei diesem Prozess ein eindeutiges elektromagnetisches Signal, eine Lichtkurve, erzeugt wird, für das Martínez-Pinedo und Kollegen den Begriff „Kilonova“ prägten. 2017 wurde erstmals eine solche Kilonova im Anschluss an die Detektion von Gravitationswellen durch die Verschmelzung von Neutronensternen beobachtet.

Dieser wissenschaftliche Durchbruch gilt als Geburtsstunde der Multi-Messenger-Astronomie, die ganz neue wissenschaftliche Möglichkeiten  eröffnet, um die Dynamik und Elemententstehung in Neutronensternverschmelzungen besser zu verstehen. So werden künftig die kernphysikalischen Prozesse, die bei der Verschmelzung von Neutronensternen eine wichtige Rolle spielen, nach Fertigstellung des derzeit bei GSI entstehenden internationalen Beschleunigerzentrums FAIR in Darmstadt mit unerreichter Qualität im Labor untersucht werden.

Der Hauptausschuss der DFG erkannte fünf Wissenschaftlerinnen und fünf Wissenschaftlern den Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis 2022 zu. Sie waren zuvor vom zuständigen Auswahlausschuss aus 134 Vorschlägen ausgewählt worden. Von den zehn Preisträger*innen kommen je vier aus den Geistes-und Sozialwissenschaften und den Naturwissenschaften sowie zwei aus den Lebenswissenschaften. Die Ausgezeichneten erhalten jeweils ein Preisgeld von 2,5 Millionen Euro. Diese Gelder können die Preisträger*innen bis zu sieben Jahre lang nach ihren eigenen Vorstellungen und ohne bürokratischen Aufwand für ihre Forschungsarbeit verwenden. (TUD/DFG/BP)

Verleihung der Leibniz-Preise 2022

Die Verleihung der Leibniz-Preise fand am 12. Mai 2022 vor geladenen Gästen in Bonn statt. Die Veranstaltung war zudem per Livestream auf den digitalen Kanälen der DFG zu sehen und kann noch einmal verfolgt werden unter https://www.youtube.com/user/DFGScienceTV

Porträtfilm über Gabriel Martínez-Pinedo

Anlässlich der Verleihung der Leibniz-Preise wurden Filmporträts aller Preisträger*innen erstellt.

Stimmen zur Auszeichnung für Gabriel Martínez-Pinedo

Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR: „Ich bin außerordentlich erfreut über die große Würdigung der exzellenten wissenschaftlichen Arbeit von Gabriel Martínez-Pinedo. Die Auszeichnung belegt zugleich die herausragenden Möglichkeiten in der Forschungsregion Darmstadt, bei GSI und FAIR ebenso wie an der TU Darmstadt. Mit FAIR werden wir die Perspektiven solch wegweisender Forschung noch weiter ausbauen können und weitere wichtige Pionierleistungen ermöglichen.“

Professorin Tanja Brühl, Präsidentin der TU Darmstadt: „Forschungs-Persönlichkeiten wie Gabriel Martínez-Pinedo stärken die Rolle der Technischen Universität Darmstadt und des GSI Helmholtzzentrums, die gemeinsam zu einem international herausragenden Zentrum der Kern-Astrophysik geworden sind. Wir sind stolz, dass mit Gabriel Martínez-Pinedo ein weiterer Leibniz-Preisträger das Forschungsfeld Matter and Materials der TU Darmstadt mitprägt.“

Über Gabriel Martínez-Pinedo

Gabriel Martínez-Pinedo studierte an der Autonomen Universität Madrid und promovierte dort in Theoretischer Physik. Seine weitere Laufbahn führte ihn unter anderem ans California Institute of Technology, an die Universitäten Aarhus, Basel und Barcelona. Seit 2005 arbeitet er am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt, wo er nun die Theorieabteilung Nukleare Astrophysik und Struktur leitet und 2020 einer der Direktoren der Helmholtz Forschungsakademie Hessen für FAIR wurde. Seit 2011 hat Martínez-Pinedo die Professur für Theoretische Nukleare Astrophysik  am Fachbereich Physik der TU Darmstadt inne. Martínez-Pinedo ist vielfach ausgezeichnet; unter anderem erhielt er 2020 einen ERC Advanced Grant für das Projekt “Probing r-process nucleosynthesis through ist electromagnetic signatures (KILONOVA)“. Er ist vielgefragter Sprecher auf internationalen Konferenzen, vertritt sein Fachgebiet in wichtigen internationalen Gremien und veröffentlicht in renommierten wissenschaftlichen Journalen. 

Über den Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis

Der Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis ist der wichtigste Forschungsförderpreis in Deutschland. Ziel des 1985 eingerichteten Leibniz-Programms ist es, die Arbeitsbedingungen herausragender Wissenschaftler*innen zu verbessern, ihre Forschungsmöglichkeiten zu erweitern, sie von administrativem Arbeitsaufwand zu entlasten und ihnen die Beschäftigung besonders qualifizierter Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zu erleichtern. Der Preis ist mit bis zu 2,5 Millionen Euro dotiert. Die Förderung wird nur auf Vorschlag Dritter gewährt. Die Entscheidung über die Preisträger*innen trifft der Hauptausschuss aufgrund einer Empfehlung des Auswahlausschusses für das Leibniz-Programm. Ausgezeichnet werden können qualitativ herausragende Forscher*innen, die gemessen an dem Stadium ihres wissenschaftlichen Werdegangs exzellente grundlegende Leistungen in ihren Forschungsgebieten im internationalen und nationalen Rahmen erbracht haben und von denen in Zukunft erwartet werden kann, dass sie durch weitere wissenschaftliche Spitzenleistungen die Forschungslandschaft in Deutschland nachhaltig prägen werden. Die Verleihung des Preises ist nicht auf bestimmte Wissenschaftsbereiche beschränkt. Kriterium für eine Nominierung ist allein die wissenschaftliche Exzellenz der bisherigen Arbeit der Forschenden. Der Preis kann an Wissenschaftler*innen sowie an Forschungsteams aus allen Wissenschaftsbereichen, die an einer Forschungseinrichtung in Deutschland oder an einer deutschen Forschungseinrichtung im Ausland tätig sind, verliehen werden.

Weitere Informationen

Fotogalerie von der Preisverleihung

Mitteilung der DFG

Mitteilung der TU Darmstadt

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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5351 Mon, 09 May 2022 14:44:58 +0200 Bester Abschluss für zwei Auszubildende 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=5351&cHash=cc60d87e3226b002b1c256a0e5e6b0b6 In der Sommerprüfung 2021 der IHK waren zwei Auszubildende von GSI/FAIR die Besten innerhalb des Kammerbezirks Darmstadt. Paul Döbel aus der Abteilung „Mechanische Werkstatt & Schlosserei“ absolvierte die Prüfung zum Konstruktionsmechaniker und Merlin Weiland aus der Abteilung „Control Systems“ die Prüfung zum Elektroniker für Geräte und Systeme. Die Ausbildung wurde jeweils begleitet von den Ausbildern Thomas Schiemann und Holger Becht. In der Sommerprüfung 2021 der IHK waren zwei Auszubildende von GSI/FAIR die Besten innerhalb des Kammerbezirks Darmstadt. Paul Döbel aus der Abteilung „Mechanische Werkstatt & Schlosserei“ absolvierte die Prüfung zum Konstruktionsmechaniker und Merlin Weiland aus der Abteilung „Control Systems“ die Prüfung zum Elektroniker für Geräte und Systeme. Die Ausbildung wurde jeweils begleitet von den Ausbildern Thomas Schiemann und Holger Becht.

Beide Absolventen möchten ihre berufliche Qualifikation gerne noch erweitern. „Erst einmal wurde ich bei GSI/FAIR in der Schlosserei übernommen, für die Zukunft bin ich aber an einer Meisterausbildung oder einem weiterführenden Studiengang interessiert“, berichtet Paul Döbel. Auch Merlin Weiland hat ähnliche Pläne: „Ich möchte gerne noch die weiterführende Techniker-Ausbildung absolvieren.“

„Unsere beiden Auszubildenden können sehr stolz auf diesen tollen Erfolg sein. Das Ergebnis von Herrn Döbel und Herrn Weiland ist neben ihrer hohen persönlichen Qualifikation natürlich auch ein Ergebnis der Arbeit unserer sehr kompetenten und engagierten Ausbilder*innen“, erklärte Jasmin List aus dem Bereich Personalentwicklung der GSI/FAIR-Personalabteilung. „Die Ausbildung des Nachwuchses in den bei uns auf dem Campus verorteten Fachberufen ist uns ein großes Anliegen. Alle interessierten jungen Menschen möchten wir aufrufen, sich gerne bei uns für einen Ausbildungsplatz zu bewerben.“

Bei GSI/FAIR werden aktuell 22 Auszubildende zu Anlagenmechaniker*innen, Elektroniker*innen, Industriemechaniker*innen, Kaufleute oder Konstruktionsmechaniker*innen ausgebildet. Des Weiteren gehören zwei duale Studiengänge zum Ausbildungsportfolio. Bereits im Jahr 2019 war ein Auszubildender von GSI/FAIR unter den Besten des Jahrgangs. (CP)

Weitere Informationen:
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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5349 Thu, 05 May 2022 08:34:00 +0200 Höchster Reinheitsgrad für polarisierte Röntgenstrahlen erzielt https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5349&cHash=56ecc88bad27d364ae42b538c920e2f1 Ein Forschungsteam konnte am European XFEL in Hamburg polarisierte Röntgenstrahlen mit nie dagewesener Reinheit erzeugen. An den Experimenten waren neben Wissenschaftler*innen des Helmholtz-Instituts Jena, einer GSI-Außenstelle, die Friedrich-Schiller-Universität Jena und das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf beteiligt. Die Methode soll in den nächsten Jahren genutzt werden, um zu zeigen, dass sich selbst das Vakuum unter bestimmten Umständen wie ein Material verhält – eine Vorhersage aus der ... Ein Forschungsteam konnte am European XFEL in Hamburg polarisierte Röntgenstrahlen mit nie dagewesener Reinheit erzeugen. An den Experimenten waren neben Wissenschaftler*innen des Helmholtz-Instituts Jena, einer GSI-Außenstelle, die Friedrich-Schiller-Universität Jena und das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf beteiligt. Die Methode soll in den nächsten Jahren genutzt werden, um zu zeigen, dass sich selbst das Vakuum unter bestimmten Umständen wie ein Material verhält – eine Vorhersage aus der Quantenelektrodynamik.

Die Polarisation von elektromagnetischer Strahlung beschreibt, in welcher Ebene im Raum eine Welle schwingt. Während alltägliche elektromagnetische Strahlung, z.B. Sonnenlicht, unpolarisiert ist, erzeugen Laser eine polarisierte Strahlung. Das ist für eine Vielzahl von Experimenten von der Festkörperphysik bis zur Quantenoptik eine wichtige Voraussetzung.

Zusätzliche Polarisatoren, wie sie am Helmholtz-Institut Jena entwickelt werden, haben den Zweck, die Polarisationsreinheit weiter zu verbessern, aber lange Zeit konnte die Grenze von einigen 10-10, d.h. von zehn Milliarden Photonen haben nur eine Handvoll die ungewünschte Polarisation, nicht weiter verschoben werden. Kai Schulze, Erstautor der Publikation, die nun bei Physical Review Research erschienen ist, fand 2018 heraus, dass die Divergenz der Synchrotronstrahlung, also die Auffächerung des Strahls, der Grund für diese Grenze ist. „Um eine weitere Verbesserung der Reinheit zu bekommen, musste also eine Quelle mit besserer Divergenz her“, sagt der Physiker, der am HI Jena die Arbeiten zur Vakuumdoppelbrechung leitet und mitverantwortlich für verwandte DFG-Forschungsprojekte an der Universität Jena ist. „Die Inbetriebnahme des europäischen Röntgenlasers, European XFEL, in Schenefeld bei Hamburg stellte dafür die Weichen.“

Gemeinsam mit Wissenschaftler*innen der Friedrich-Schiller-Universität Jena sowie des Helmholtz-Zentrums Dresden Rossendorf entwickelten Schulze und sein Team ein Experiment-Setup am European XFEL, das dank besonderer Polarisatorkristalle, einer sehr präzisen Justage und eines stabilen Aufbaus einen neuen Reinheitsrekord von 8×10−11 aufstellte. Dieser neue Reinheitsrekord ermöglichte bereits eine Reihe von Experimenten zur Quantenoptik im Röntgenbereich und zur Ladungsverteilung in Festkörpern. Besonderes Interesse gilt allerdings dem Nachweis der sogenannten Vakuumdoppelbrechung.

Die Wechselwirkung von Licht mit Licht wurde bereits 1936 von Werner Heisenberg und Hans Euler beschrieben, aber bisher auf der Erde noch nicht direkt beobachtet. „Die Vakuumdoppelbrechung ist derzeit der vielversprechendste Effekt Licht-Licht-Wechselwirkung direkt nachzuweisen“, erklärt Schulze. „Dabei ändert sich die Polarisation eines Probestrahls, wenn dieser im Vakuum mit einem sehr intensiven zweiten Lichtstrahl kollidiert. Das Vakuum wirkt somit wie ein doppelbrechender Kristall, der ebenfalls die Polarisation beeinflusst; daher der Name. Der Effekt ist extrem klein, wächst jedoch mit kleiner werdender Wellenlänge des Probestrahls. Präzise Polarisatoren im Röntgenbereich bieten daher ein gutes Werkzeug, um den Effekt nachzuweisen.“

Das High-Energy-Density-Instrument am European XFEL werde künftig die idealen Bedingungen für solch ein Experiment bieten, erklärt Schulze weiter. Und das Forschungsteam hat nun ein Setup, mit dem kleinste Polarisationsänderungen messbar sind. Der Nachweis der Vakuumdoppelbrechung würde nicht nur die Fundamente der Quantenelektrodynamik weiter untermauern, sondern, falls Abweichungen von den theoretischen Erwartungen auftauchen, auch Hinweise auf bisher unbekannte Elementarteilchen geben (wie Axionen, oder Millicharged Particles). „Wir hoffen in den nächsten Jahren die ersten Versuche zum Nachweis starten zu können.“

Auch für zukünftige Experimente am Teilchenbeschleunigerzentrum FAIR wäre ein Nachweis des Phänomens interessant. „Wenn es uns gelingt die Vakuumdoppelbrechung zu vermessen, wird dies helfen die Messdaten von FAIR zu interpretieren. Dort wird u.a. die Vakuumpolarisation eine Rolle spielen, die eng mit der Vakuumdoppelbrechung verknüpft ist“, so Schulze. (LW)

Mehr Informationen

Originalveröffentlichung: Towards perfectly linearly polarized x-rays, Physical Review Research

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FAIR News (DEU) Presse Aktuelles FAIR
news-5347 Mon, 02 May 2022 08:04:00 +0200 Hessischer Staatssekretär Oliver Conz und Regierungspräsidentin Brigitte Lindscheid 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=5347&cHash=2201d6ab7b48847e89486cdb2dcae140 Der Staatssekretär im Hessischen Ministerium für Umwelt, Klimaschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, Oliver Conz, und die Regierungspräsidentin des Regierungsbezirks Darmstadt, Brigitte Lindscheid, waren vor kurzem zu Besuch bei GSI und FAIR. Sie informierten sich über die Fortschritte des FAIR-Projekts und die aktuellen wissenschaftlichen Aktivitäten. Empfangen wurden die Gäste von Professor Paolo Giubellino, dem Wissenschaftlichen Geschäftsführer von GSI und FAIR, Dr. Ulrich Breuer, dem ... Der Staatssekretär im Hessischen Ministerium für Umwelt, Klimaschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, Oliver Conz, und die Regierungspräsidentin des Regierungsbezirks Darmstadt, Brigitte Lindscheid, waren vor kurzem zu Besuch bei GSI und FAIR. Sie informierten sich über die Fortschritte des FAIR-Projekts und die aktuellen wissenschaftlichen Aktivitäten. Empfangen wurden die Gäste von Professor Paolo Giubellino, dem Wissenschaftlichen Geschäftsführer von GSI und FAIR, Dr. Ulrich Breuer, dem Administrativen Geschäftsführer von GSI und FAIR und Jörg Blaurock, dem Technischen Geschäftsführer von GSI und FAIR sowie Dr. Ingo Peter, dem Leiter der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit von GSI und FAIR. Die Gäste wurden begleitet von Regierungsvizepräsident Dr. Stefan Fuhrmann und Dr. Sebastian Huber aus dem Referat II 8 im hessischen Umweltministerium (Strahlenschutz Großbeschleuniger und Notfallschutz).

Nach einer einführenden Präsentation über den Stand des FAIR-Projektes, die Campus-Entwicklung, die bisherigen Forschungserfolge und aktuelle Experimente fand ein Rundgang über die FAIR-Baustelle und durch die Forschungseinrichtungen bei GSI/FAIR statt. Ein Höhepunkt dabei war die Begehung des unterirdischen Beschleunigertunnels. Der zentrale Ringbeschleuniger SIS100 wird das Herzstück der FAIR-Anlage sein. Außerdem besichtigten die Gäste das zentrale Kreuzungsbauwerk, der entscheidende Knotenpunkt für die Anlagenstrahlführung, das derzeit über mehrere Geschosse gebaut wird.

Ein weiterer wichtiger Fokus waren die eigens für FAIR entwickelten Hightech-Komponenten. Die Gäste besichtigten die Testing-Halle, in der neue FAIR-Komponenten aufgebaut und überprüft werden. Besucht wurden außerdem das energieeffiziente Höchstleistungsrechenzentrum Green IT Cube. Es gehört zu den führenden wissenschaftlichen Rechenzentren der Welt. Es setzt neue Maßstäbe in der IT-Technologie und beim Thema Energiesparen. (BP)
 

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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5345 Fri, 29 Apr 2022 08:10:00 +0200 Girls’Day 2022 bei GSI und FAIR wieder in Präsenz https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5345&cHash=96dac5cc2681e06a92f072d9b60cb5c1 Der bundesweite Aktionstag Girls’Day konnte bei GSI und FAIR dieses Jahr wieder in Präsenz auf dem Campus stattfinden. Aufgrund der Corona-Situation war das Platzangebot gegenüber den Vorjahren noch leicht reduziert, dennoch nahmen insgesamt 35 Mädchen im Alter zwischen elf und 15 Jahren an der Veranstaltung teil und informierten sich über die Beschleunigeranlagen und Experimente, über die Forschung und die Infrastruktur sowie insbesondere über das Berufsangebot bei GSI und FAIR. Der bundesweite Aktionstag Girls’Day konnte bei GSI und FAIR dieses Jahr wieder in Präsenz auf dem Campus stattfinden. Aufgrund der Corona-Situation war das Platzangebot gegenüber den Vorjahren noch leicht reduziert, dennoch nahmen insgesamt 35 Mädchen im Alter zwischen elf und 15 Jahren an der Veranstaltung teil und informierten sich über die Beschleunigeranlagen und Experimente, über die Forschung und die Infrastruktur sowie insbesondere über das Berufsangebot bei GSI und FAIR.

Nach einer Begrüßung durch die organisierende Abteilung für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit und den stellvertretenden Leiter der Personalabteilung, Mathias Mauer, ging es für die Mädchen zunächst auf eine begleitete Entdeckungsreise zu einigen Stationen auf dem Campus. Sie warfen einen Blick in den Experimentierspeicherring ESR, besuchten den Behandlungsplatz für die Tumortherapie mit Kohlenstoffionen und bestaunten den großen Messaufbau HADES. Auch die Begehung der Aussichtsplattform auf die Großbaustelle für den zukünftigen FAIR-Beschleuniger gehörte zum Programm.

Im Anschluss erfuhren die Mädchen in Kleingruppen mehr über einzelne Arbeitsbereiche auf dem Campus. Dazu gehörten neben der Forschungsarbeit in Materialforschung, Atomphysik und am ALICE-Experiment auch zahlreiche Infrastruktureinrichtungen wie das Targetlabor, die Kryogenik, die mechanische Werkstatt und die IT. In einem speziellen FAIR-Bauangebot konnten einige der Mädchen auch einen Einblick in die Bautätigkeit auf der Großbaustelle gewinnen und Bagger, Kräne und sehr viel Beton aus der Nähe kennenlernen.

„Wir haben uns sehr gefreut, dass es die Pandemiesituation dieses Jahr erlaubt hat, die Veranstaltung wieder vor Ort durchzuführen“, erläutert Organisatorin Carola Pomplun, die selbst Physikerin ist und in der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit von GSI und FAIR arbeitet. „Letztes Jahr hatten wir eine sehr erfolgreiche Online-Veranstaltung anlässlich des Girls’Day, aber es ist sowohl für die Betreuer*innen als auch für die Teilnehmerinnen doch etwas anderes, wenn man in den persönlichen Kontakt treten, die Arbeit ‚live‘ sehen und direkte Fragen stellen und beantworten kann. Viele Gruppen haben auf dem Campus etwas Kleines gebaut oder hergestellt, das zum Teil auch mit nach Hause genommen werden kann. Das Angebot haben die Mädchen rege wahrgenommen und unsere Plätze waren innerhalb kurzer Zeit ausgebucht.“

„Neben der Möglichkeit, im Rahmen eines wissenschaftlichen Studiums, beispielsweise für Bachelor-, Master- oder Promotionsarbeiten, bei GSI/FAIR tätig zu werden, bieten wir auch Ausbildungsplätze in sieben Berufen sowie duale Studiengänge bei uns an,“ sagt Mathias Mauer. „Wenn es den Mädchen hier bei uns gefallen hat, möchte ich sie herzlich dazu auffordern, sich dafür, oder auch für ein Praktikum, bei uns zu bewerben.“

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’Day an der jährlichen Veranstaltung. (CP)

Weitere Informationen

Webseite des bundesweiten Aktionstags "Girls'Day"

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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5343 Mon, 25 Apr 2022 13:50:09 +0200 Green IT Cube wird Forschungs- und Transferzentrum – 5,5 Millionen Euro EU-Förderung für das Höchstleistungsrechenzentrum 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=5343&cHash=2b65707d6cffc3d40119b25ea374574e Das gemeinschaftliche Höchstleistungsrechenzentrum Green IT Cube des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung und der Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR) in Darmstadt wird zu einem Forschungs- und Transferzentrum mit dem Themenschwerpunkt „Wasserkühlung von Großrechnersystemen“ ausgebaut. Zu diesem Zweck erhält GSI eine Projektfördersumme von 5,5 Millionen Euro aus dem REACT-EU-Programm. Das gemeinschaftliche Höchstleistungsrechenzentrum Green IT Cube des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung und der Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR) in Darmstadt wird zu einem Forschungs- und Transferzentrum mit dem Themenschwerpunkt „Wasserkühlung von Großrechnersystemen“ ausgebaut. Zu diesem Zweck erhält GSI eine Projektfördersumme von 5,5 Millionen Euro aus dem REACT-EU-Programm.

GSI und FAIR haben mit dem Green IT Cube ein sehr energieeffizientes und nachhaltiges Rechenzentrum, dessen Technologie auf der Kaltwasserkühlung der Computerschränke (sogenannte Racks) und der Weiterverwendung der abgeführten Wärme basiert. 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. Ursprünglich als umweltfreundliche Lösung zur Beherbergung der Rechenkapazität für den sich im Aufbau befindenden FAIR-Beschleuniger geplant, hat sich in der Zwischenzeit erhebliches Interesse aus ganz unterschiedlichen Bereichen der Forschung und Industrie gezeigt.

„Die Förderung wird es uns ermöglichen, Forschungs- und Entwicklungsprojekte zu nachhaltigerem Betrieb von Rechenzentren, auch gemeinsam mit Industriepartnern, durchzuführen und dabei Synergien zu nutzen. Die Wirtschaftspartner bringen ihr Knowhow und ihr Innovationspotential ein“, sagt Professor Paolo Giubellino, der Wissenschaftliche Geschäftsführer von FAIR und GSI. „Auch besteht für Partner aus dem wissenschaftlichen Umfeld mit dem Ausbau die Möglichkeit, unseren Rechenzentrumsplatz für ihre eigene Forschungsarbeit zu verwenden. Vor wenigen Tagen erst hat das Hessische Ministerium für Digitale Strategie und Entwicklung angekündigt, dass das Hessische Zentrum für Künstliche Intelligenz hessian.AI den Platz in unserem Rechenzentrum für den Aufbau eines KI-Innovationslabors nutzen wird.

Die Projektmittel sind Teil des Programms REACT-EU (Recovery Assistance for Cohesion and the Territories of Europe), das die Europäische Kommission über die Bundesländer ausschüttet. Gefördert werden Projekte zu direkter Covid-19-Pandemiebekämpfung und für die Stärkung der Nachhaltigkeit. Das Land Hessen nutzt die Mittel unter anderem für den Ausbau von Forschungs- und Infrastruktureinrichtungen an Hochschulen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen. „Es handelt sich zwar um eine Förderung mit einem äußerst geringen Eigenanteil, aber die Mittel müssen in einem relativ kurzen Zeitraum verausgabt werden“, erklärt Dr. Arjan Vink, Leiter der GSI/FAIR Drittmittelstelle.

Bis zum Ende des Jahres werden zwei zur Verfügung stehende Etagen des Green IT Cube mit der nötigen Strom- und Wasserkühlungsversorgung ausgestattet, sowie eine dieser Etagen mit insgesamt 128 Racks bestückt. Interessierte Partner, wie beispielsweise hessian.AI (über die Technische Universität Darmstadt), können ihre Rechnersysteme im Anschluss in die Racks einsetzen und sie auf dem GSI/FAIR-Campus betreiben. Eine vergleichbare Vereinbarung besteht bereits mit der Hochschule Darmstadt, die mehrere der bestehenden Racks nutzt. Mit weiteren Interessenten wurden bereits Verhandlungen aufgenommen.

Um in die Kommunikation mit den interessierten Partnern zu treten, wurde durch die Stabsstelle Technologietransfer von GSI und FAIR das Digital Open Lab als Umgebung für die Entwicklung, Erprobung und das Upscaling von energieeffizienten Hochleistungsrechnern bis zum Maßstab industrieller Demonstratoren etabliert. Es bietet Partnern die Bereitstellung der Infrastruktur und die hauseigenen IT-Kompetenzen für gemeinsame Entwicklungsprojekte, Zugang zu den GSI/FAIR-High-Performance-Rechnersystemen sowie Rackspace für eigene Systeme an und stellt ein Reallabor zur Verfügung, das zukünftigen Forschungs- und Entwicklungsprojekten und der Bereitstellung für Drittmittelprojekte gewidmet ist.

Die Förderung des Green IT Cube im Speziellen kann dazu beitragen, Zukunftstechnologien zu stärken und die Infrastruktur für eine Steigerung des Innovationspotentials bereitzustellen. Die Förderung ermöglicht auch die Beschaffung und Erprobung neuartiger, noch wenig etablierter Systeme, die einen besonders nachhaltigen Rechenzentrumsbetrieb mit geringem Energieverbrauch ermöglichen könnten. Die Forschung und Entwicklung an solchen Systemen soll einen Beitrag zu effizienten und energiesparenden Rechenclustern in der Zukunft leisten.

Ursprünglich nutzen Wissenschaftler*innen 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. Das effektive Kühlverfahren ermöglicht es, die Rechner im Green IT Cube platzsparend unterzubringen. 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. Das leistungsstarke Konzept konnte schon mehrfach Preise für Innovation und Umweltfreundlichkeit gewinnen, unter anderem wurde es mit dem Umweltzeichen der Bundesregierung, dem Blauen Engel, ausgezeichnet. (CP)

Weitere Informationen:

Dieses Projekt wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung als Teil der Reaktion der Union auf die COVID-19-Pandemie finanziert.

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FAIR News (DEU) Presse Aktuelles FAIR
news-5341 Mon, 25 Apr 2022 10:18:35 +0200 GSI/FAIR empfängt hohen georgischen Besuch https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5341&cHash=7f558a74c826f77247add28c759b46ad Die zukünftige Zusammenarbeit zwischen Georgien und GSI/FAIR stand im Mittelpunkt des Besuchs einer hochrangigen Delegation mit dem georgischen Minister für Bildung und Wissenschaft, Professor Mikheil Chkhenkeli, bei GSI und FAIR. Empfangen wurden die Besucher von der Geschäftsführung von GSI und FAIR sowie von mehreren führenden Wissenschaftlern. Die zukünftige Zusammenarbeit zwischen Georgien und GSI/FAIR stand im Mittelpunkt des Besuchs einer hochrangigen Delegation mit dem georgischen Minister für Bildung und Wissenschaft, Professor Mikheil Chkhenkeli, bei GSI und FAIR. Empfangen wurden die Besucher von der Geschäftsführung von GSI und FAIR sowie von mehreren führenden Wissenschaftlern.

Zu der Delegation gehörten außer dem Minister und studierten Mathematiker Professor Mikheil Chkhenkeli noch Levan Diasamidze, georgischer Generalkonsul in Frankfurt, Nikoloz Chkhetiani, Vorsitzender des Stiftungsrats der internationalen Wohltätigkeitsstiftung Cartu, Vakhtang Tsagareli, Direktor für Projektmanagement und Betrieb bei der internationalen Wohltätigkeitsstiftung Cartu und Professor Alexander Tevzadze, Rektor der Internationalen Universität Kutaisi (KIU, Kutaisi International University). Teilnehmende von GSI und FAIR waren Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer, Dr. Ulrich Breuer, Administrativer Geschäftsführer, Dr. Ingo Peter, Leiter der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, Professor Marco Durante, Leiter der Abteilung Biophysik, Professor Christian Graeff, stellvertretender Leiter der Abteilung Biophysik, Dr. Christian-Joachim Schmidt, Leiter des Detektorlabors und Dr. Irakli Keshelashvili, Wissenschaftler im Detektorlabor.

Ein wichtiger Gegenstand des Besuchs war der Ausbau der wissenschaftlichen Beziehungen. Dazu gehörten die Intensivierung und Erweiterung der Zusammenarbeit im Bereich der Partikeltherapie mit Ionen und Protonen als auch bei der Detektor- und IT-Technologie. Möglichkeiten einer georgischen Beteiligung am FAIR-Projekt wurden bei dem hochrangigen Besuch ebenfalls ausgelotet und diskutiert. Auch die Förderung des internationalen Nachwuchses, etwa durch gezielte Austausch- und Studierendenprogramme wie das sehr erfolgreich bei GSI/FAIR laufende GET_INvolved-Programm war ein wichtiges Thema. Die Gäste zeigten sich beeindruckt von der Weltklasse-Forschung und dem großen Zukunftspotenzial von GSI/FAIR und brachten ihren Wunsch nach künftigen Kooperationen zum Ausdruck.

Zum breit angelegten zweitägigen Programm für die georgischen Besucher gehörte zunächst eine einführende Präsentation über das FAIR-Projekt, die Campus-Entwicklung, die bisherigen Forschungserfolge und aktuellen Experimente des FAIR-Phase-0-Programms. Außerdem konnten sich die Gäste von der Aussichtsplattform einen Überblick in die aktuellen FAIR-Bauaktivitäten auf dem 20 Hektar großen Baufeld östlich des bestehenden GSI- und FAIR-Campus verschaffen.

Die Testeinrichtung, in der supraleitende Hightech-Beschleunigermagnete (Series Test Facility, STF) für FAIR geprüft werden, gehörte ebenfalls zu den Besichtigungsstationen. Auf dem Programm standen außerdem der Behandlungsplatz für die Tumortherapie, das Detektorlabor und das energieeffiziente Höchstleistungsrechenzentrum Green IT Cube. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-5339 Wed, 20 Apr 2022 09:32:12 +0200 Schüler*innen werten Messdaten aus – 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=5339&cHash=63e9b028428d920c455c77590d22ca39 Im März erhielten interessierte Schüler*innen erneut die Gelegenheit, im Rahmen einer virtuellen Masterclass Daten aus dem ALICE-Experiment am Forschungszentrum CERN auszuwerten. Die Veranstaltung wurde gemeinschaftlich von Wissenschaftler*innen des ALICE-Experiments aus den Universitäten Frankfurt und Münster sowie von GSI ausgerichtet. Im März erhielten interessierte Schüler*innen erneut die Gelegenheit, im Rahmen einer virtuellen Masterclass Daten aus dem ALICE-Experiment am Forschungszentrum CERN auszuwerten. Die Veranstaltung wurde gemeinschaftlich von Wissenschaftler*innen des ALICE-Experiments aus den Universitäten Frankfurt und Münster sowie von GSI ausgerichtet.

Im Rahmen der ALICE-Masterclass konnten 13 Schüler*innen einen Einblick in die wissenschaftliche Arbeit und die Datenauswertung bekommen. Unter fachkundiger Begleitung durch die Wissenschaftler*innen werteten sie selbst Messdaten des ALICE-Experiments aus und diskutierten ihre Ergebnisse in einer gemeinsamen Videoschaltung mit anderen Teilnehmenden. Auch ein virtueller Besuch des ALICE-Messaufbaus am CERN gehörte zum Tagesprogramm.

ALICE ist eines der vier Großexperimente am Kollisionsbeschleuniger LHC des Forschungszentrums CERN in Genf und beschäftigt sich insbesondere mit Schwerionenstößen von Bleiatomkernen. 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.

Die Verbindung zwischen GSI und ALICE ist traditionell sehr eng: Die zwei großen ALICE-Detektorsysteme Zeitprojektionskammer (TPC) und Übergangsstrahlungsdetektor (TRD) wurden unter wesentlicher Beteiligung von GSI-Mitarbeitenden der ALICE-Abteilung und des Detektorlabors entwickelt und aufgebaut. Heute fokussieren sich Wissenschaftler*innen beider Abteilungen auf die TPC, die das Herzstück für die Spurenrekonstruktion im zentralen ALICE-Barrel-Aufbau darstellt und auch für die Teilchenidentifikation unverzichtbar ist. Wissenschaftler*innen der GSI-IT-Abteilung tragen wesentlich zur neuen Datenaufnahme- und Analysesoftware O2 bei, und das GSI-Rechenzentrum ist ein fester Bestandteil des Computernetzwerks für die Datenauswertung des ALICE-Experiments.

Die Masterclasses werden unter der Schirmherrschaft der IPPOG (International Particle Physics Outreach Group) organisiert, deren assoziiertes Mitglied GSI ist. Jedes Jahr nehmen mehr als 13.000 Schüler aus 60 Ländern für einen Tag an einer Veranstaltung der rund 225 nahe gelegenen Universitäten oder Forschungszentren teil, um die Geheimnisse der Teilchenphysik zu entschlüsseln. Alle Masterclasses 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)

Weitere Informationen:
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Aktuelles
news-5337 Fri, 08 Apr 2022 09:20:32 +0200 Förderung für starkes Forschungsnetzwerk in Nordrhein-Westfalen 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=5337&cHash=52a568871ddb61a067319ff82bc01aa5 Das Land Nordrhein-Westfalen unterstützt fünf herausragende Forschungsnetzwerke in zukunftsweisenden Forschungsfeldern mit insgesamt rund 81,2 Millionen Euro. Davon profitiert auch das Teilchenbeschleunigerzentrum FAIR, denn eines der geförderten Netzwerke ist das NRW-FAIR-Netzwerk, das aktiv an Forschungsvorhaben und Experimenten von FAIR beteiligt ist. Das Land Nordrhein-Westfalen unterstützt fünf herausragende Forschungsnetzwerke in zukunftsweisenden Forschungsfeldern mit insgesamt rund 81,2 Millionen Euro. Davon profitiert auch das Teilchenbeschleunigerzentrum FAIR, denn eines der geförderten Netzwerke ist das NRW-FAIR-Netzwerk, das aktiv an Forschungsvorhaben und Experimenten von FAIR beteiligt ist.

Unter der Federführung der Universität Bochum wollen die Forschenden des NRW-FAIR-Netzwerks die wissenschaftliche Arbeit an FAIR, der Facility for Antiproton and Ion Research in Darmstadt, maßgeblich mitgestalten. Ab August 2022 wird das Netzwerk dafür mit rund 16,5 Millionen Euro, ausgelegt auf vier Jahre, von der Landesregierung Nordrhein-Westfalen gefördert.

Am Netzwerk NRW-FAIR sind neben der Universität Bochum, die Universität Bonn, das Forschungszentrum Jülich und die Universität Münster und die Universität Wuppertal sowie das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung beteiligt. Außerdem ist eine Ausweitung des Netzwerkes auf die Universitäten Bielefeld und Köln bereits angedacht.

Die Förderung des NRW-FAIR-Netzwerks unterstreicht die Relevanz des FAIR-Wissenschaftsprogramms. Ein Schwerpunkt der beteiligten Universitäten sind die Forschungssäulen PANDA und CBM. „Wir freuen uns, dass sich diese renommierten Universitäten zusammenschließen, um ihre Beteiligung an FAIR zu verstärken“, sagt Professor Paolo Giubellino, wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI/FAIR. „Das NRW-FAIR-Netzwerk wird unsere Zusammenarbeit deutlich intensivieren und uns helfen, die grundlegende Mission unseres Labors zu erfüllen: Wissenschaftler*innen in Forschungseinrichtungen auf der ganzen Welt die Möglichkeit zu geben, herausragende Forschung zu betreiben."

Die langjährige Zusammenarbeit von GSI/FAIR und den nordrhein-westfälischen Universitäten spiegelt sich in den bereits bestehenden engen Kooperationen wieder. Die Universitäten sind sowohl an der Bearbeitung von wissenschaftlichen Fragestellungen für FAIR als auch an der Entwicklung von Experimenttechnologie für FAIR beteiligt.

Ziel des gesamten Förderprogramms des Landes Nordrhein-Westfalen ist es, bereits bestehende themenbezogene und standortübergreifende Forschungsnetzwerke von Universitäten, Hochschulen für Angewandte Wissenschaften und außeruniversitären Forschungseinrichtungen nachhaltig zu stärken, diese auszubauen und ihre Sichtbarkeit und internationale Wettbewerbsfähigkeit zu erhöhen. (LW)

Mehr Informationen

Pressemitteilung des Landes Nordrhein-Westfalen

Pressemitteilung der Ruhr-Universität Bochum
 

 

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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5333 Tue, 05 Apr 2022 09:51:50 +0200 Hochschule Darmstadt, EUt+ und GSI/FAIR arbeiten enger zusammen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5333&cHash=e34e9ab8ea737e56ddb39a5ff18cdf09 Die Hochschule Darmstadt (h_da), als Repräsentantin der „European University of Technology“ (EUt+), sowie das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und das Beschleunigerzentrum FAIR haben gestern einen Vertrag zur vertiefenden Zusammenarbeit unterzeichnet. Das Programm „GET_INvolved“ bietet Studierenden und Forschenden dauerhaft die Möglichkeit, Praktika und Forschungsaufenthalte bei GSI/FAIR zu absolvieren. Es steht allen Studierenden und Forschenden – vor allem Promovierenden – von EUt+-Hochschul Gemeinsame Pressemitteilung von Hochschule Darmstadt und GSI/FAIR

Die Hochschule Darmstadt (h_da), als Repräsentantin der „European University of Technology“ (EUt+), sowie das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und das Beschleunigerzentrum FAIR haben gestern einen Vertrag zur vertiefenden Zusammenarbeit unterzeichnet. Das Programm „GET_INvolved“ bietet Studierenden und Forschenden dauerhaft die Möglichkeit, Praktika und Forschungsaufenthalte bei GSI/FAIR zu absolvieren. Es steht allen Studierenden und Forschenden – vor allem Promovierenden – von EUt+-Hochschulen offen. Der Vertrag wurde gestern an der h_da von Prof. Dr. Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR, Jörg Blaurock, Technischer Geschäftsführer von GSI und FAIR sowie h_da-Präsident Prof. Dr. Arnd Steinmetz unterzeichnet.

Bis zu 10 Studierende und Promovierende pro Jahr werden künftig von der neuen Kooperation profitieren: Sie werden für Kurzzeit-Praktika oder mehrjährige Forschungsaufenthalte im Umfeld der Spitzenforschung bei GSI/ FAIR lernen und arbeiten können. GSI/FAIR stellt Studierenden und Promovierenden unter anderem feste Mentorinnen und Mentoren und hilft nach Bedarf bei der Suche nach Unterkünften für die Dauer des Aufenthalts. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer des Programms können darüber hinaus an Veranstaltungen von GSI/FAIR teilnehmen. Hierzu zählen Symposien und Vorlesungen sowie das Sommer-Programm der GSI für Studierende.

Für die Auswahl bilden die Partner eine gemeinsame Jury. Praktika können zwischen 3 und 6 Monate dauern und erfordern mindestens einen Bachelor-Abschluss. Wer sich um einen Forschungsaufenthalt bewerben will, muss einen Abschluss auf Master-Niveau mitbringen, promovieren oder mehr als zwei Jahre Erfahrung in der Forschung nachweisen. Solche Aufenthalte können bis zu zwei Jahre dauern.

„Die kommenden Jahre sind von entscheidender Bedeutung, um das Forschungsprogramm an FAIR als eines der besten wissenschaftlichen Labors der Welt zusammen mit der breiten internationalen FAIR-Wissenschaftsgemeinschaft weiter zu optimieren”, sagt Prof. Dr. Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR. „FAIR/GSI ist eine Talentschmiede, und im Rahmen des GET_INvolved-Programms werden junge Studierende und Forschende an der Hochschule Darmstadt und EUt+-Hochschulen in sieben europäischen Ländern während ihrer Ausbildung erheblich vom Fachwissen und der Expertise der FAIR-Wissenschaftsgemeinschaft profitieren.”

Jörg Blaurock, Technischer Geschäftsführer von GSI und FAIR: „Die Hochschule Darmstadt und die European University of Technology Alliance (EUt+) sind ideale Partner für FAIR/GSI. Mit ihrem Erfindungsreichtum verschieben unsere Forschenden sowie Ingenieur*innen die Grenzen der Technologie immer weiter. Ich freue mich sehr über die Partnerschaft im Rahmen des GET_INvolved-Programms, das jungen, brillanten Ingenieur*innen der Kooperationspartner die Möglichkeit bietet, in einer der größten Forschungsanlagen der Welt Erfahrungen aus erster Hand zu sammeln.”

 „Die neue Kooperation mit GSI/FAIR eröffnet unseren Studierenden und jungen Forschenden der ganzen EUt+ ganz neue Möglichkeiten. Es ist ein bedeutender weiterer Schritt für die h_da und zeigt unseren Stellenwert als Partner in der Wissenschaftslandschaft“, sagt h_da-Präsident Prof. Dr. Arnd Steinmetz. (HDA/LW)

Weitere Informationen

Die Einzelheiten des Bewerbungsverfahrens für Studierende und Forscher, die sich für das h_da/EUt+ und GSI/FAIR GET_INvolved-Programm interessieren, werden in Kürze veröffentlicht. Weitere Informationen zum GET_INvolved-Programm finden Sie auf den Programmseiten der h_da/EUt+ und GSI/FAIR Websites. Für unmittelbare Fragen wenden Sie sich bitte an Dr. Jorge Medina, Koordinator EUt+ unter coordinator-eutplus(at)h-da.de oder Dr. Pradeep Ghosh, Programmkoordinator auf Seiten der GSI/FAIR unter Pr.Ghosh(at)gsi.de.

Hintergrund

Die Hochschule Darmstadt (h_da) und GSI/FAIR kooperieren bereits seit längerer Zeit auf vielen Ebenen. Seit 2014 existiert ein ähnlicher Vertrag im Bereich Praktika und Forschungsaufenthalte. Dieser wird mit „GET_INvolved“ deutlich ausgeweitet – unter anderem auf alle Studierenden und Forschenden im EUt+-Verbund.

Über die „European University of Technology“ (EUt+)

EUt+ steht für „European University of Technology“ und ist ein Vorhaben der h_da mit sieben Partnerhochschulen aus ganz Europa. Die Europäische Kommission fördert den Zusammenschluss im Rahmen der European Universities Initiative - eine Initiative zur Stärkung des europäischen Bildungsraums. Die Hochschulen wollen langfristig Stück für Stück enger zusammenwachsen. EUt+ erleichtert es Studierenden, einen Teil ihres Studiums an einer der Partner-Hochschulen zu verbringen. Auch wird die Mobilität der Beschäftigten sowie Zahl und Volumen gemeinsamer Forschungsprojekte erhöht. Die European University of Technology vereint 100.000 Studierende und 12.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Die beteiligten Institutionen verbindet ein Schwerpunkt auf Technik, der die Bedürfnisse von Mensch und Umwelt zentral im Blick hat.

Über GSI/FAIR

Das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt betreibt eine weltweit führende Beschleunigeranlage für Forschungszwecke. Bei GSI arbeiten rund 1.600 Mitarbeitende. Darüber hinaus kommen jedes Jahr rund 1.000 Forschende von Universitäten und anderen Forschungsinstituten aus aller Welt zur GSI. Sie 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. GSI ist eine Gesellschaft mit beschränkter Haftung (GmbH). Anteilseigner Gesellschafter sind die Bundesrepublik Deutschland mit 90 %, das Land Hessen mit 8 %, sowie das Land Rheinland-Pfalz und der Freistaat Thüringen mit jeweils 1 %. GSI ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, Deutschlands größter Forschungsorganisation. Bei GSI entsteht derzeit FAIR, eine internationale Beschleunigeranlage für die Forschung mit Antiprotonen.

Weblinks

GET_INvolved Programm
GSI und FAIR
European University of Technology
Hochschule Darmstadt

 

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Presse Aktuelles
news-5331 Tue, 29 Mar 2022 11:00:00 +0200 Hochmoderne Leitstelle: Grundstein für leistungsstarkes FAIR-Kontrollzentrum ist gelegt https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5331&cHash=7457ee9b5d8036d0d15dc659adf0b9d9 Die Rohbauarbeiten für das FAIR Control Center (FCC) haben begonnen. Der Start der Arbeiten ist ein wichtiger Etappenschritt im Zuge der Errichtung des internationalen Beschleunigerzentrums FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) und markiert einen entscheidenden Moment für eines der größten Bauvorhaben für die Forschung weltweit. Am 29. März 2022 erfolgte die symbolische Grundsteinlegung für das neue Gebäude auf dem Baufeld direkt am westlichen Zugang zum GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforsch Die Rohbauarbeiten für das FAIR Control Center (FCC) haben begonnen. Der Start der Arbeiten ist ein wichtiger Etappenschritt im Zuge der Errichtung des internationalen Beschleunigerzentrums FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) und markiert einen entscheidenden Moment für eines der größten Bauvorhaben für die Forschung weltweit. Am 29. März 2022 erfolgte die symbolische Grundsteinlegung für das neue Gebäude auf dem Baufeld direkt am westlichen Zugang zum GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt. Es war eine Ehre für GSI/FAIR, zu diesem Anlass die Bundesministerin für Bildung und Forschung, Bettina Stark-Watzinger, die Hessische Ministerin für Wissenschaft und Kunst, Angela Dorn, den Hessischen Minister der Finanzen, Michael Boddenberg, sowie den Oberbürgermeister der Wissenschaftsstadt Darmstadt, Jochen Partsch, zu empfangen. Das FAIR-Kontrollzentrum wird nach der Fertigstellung ein entscheidender Knotenpunkt der gesamten Infrastruktur auf dem GSI-/FAIR-Campus sein.

Die FAIR-Beschleunigeranlagen werden Teilchenstrahlen von noch nie dagewesener Intensität und Präzision liefern, die es den Forschenden ermöglichen, einzigartige Experimente durchzuführen, um neue Erkenntnisse über die Struktur der Materie und die Entwicklung des Universums vom Urknall bis zur Gegenwart zu gewinnen. Daher ist ein integriertes Kontrollzentrum auf dem neuesten Stand der Technik erforderlich, um die äußerst komplexe Beschleunigeranlage zu steuern und zu überwachen. Die Steuerungsaufgaben werden von einem spezialisierten Team für den Beschleunigerbetrieb wahrgenommen, das hochentwickelte Software-Tools einschließlich KI-basierter Prozesse einsetzt. Der künftige Main Control Room (MCR) ist deutlich größer als der bestehende Hauptkontrollraum der GSI-Anlage, der zwar geeignet ist, die GSI-Anlagen zu bedienen, jedoch zusätzliche räumliche und technische Anforderungen für FAIR nicht mehr erfüllen könnte. Die FAIR-Anlage ist rund viermal so groß wie die bestehende GSI-Anlage und ermöglicht die Realisierung einer deutlich größeren Anzahl an Experimenten. Zudem erhöht sich mit FAIR der Parallelbetrieb der Experimente.

Zusätzlich zum neuen Hauptkontrollraum werden in dem Gebäude mehr als 200 neue wissenschaftliche Büroarbeitsplätze geschaffen sowie Besprechungsräume für Experimentkollaborationen und eine Besuchsgalerie. Das fünfgeschossige, teilunterkellerte FAIR Control Center verfügt über eine Brutto-Geschoss-Fläche von insgesamt rund 6000 Quadratmeter.

Parallel zur jetzt erfolgten Grundsteinlegung ist das wissenschaftliche Programm von FAIR bereits in der ersten Umsetzung, der sogenannten „FAIR-Phase-0“. Dabei nutzen die Forschenden die GSI-Beschleunigeranlagen, die für ihren späteren Einsatz als Vorbeschleuniger für FAIR wesentlich verbessert wurden und noch weiter technisch aufgerüstet werden. Dank der von den großen internationalen FAIR-Kollaborationen bereits entwickelten Detektoren und Instrumentierungen sowie der verbesserten Teilchenbeschleuniger ist es schon heute möglich, physikalisches Neuland zu betreten.

Bei der Grundsteinlegungszeremonie überbrachten hochrangige Vertreter*innen aus der Politik, sowohl aus der Bundesregierung als auch aus dem Bundesland, ebenso wie aus der Wissenschaft und der Baubranche Grußworte und legten symbolisch den Grundstein für das FCC. Der wissenschaftliche Geschäftsführer von GSI und FAIR, Professor Paolo Giubellino, hob das große Potenzial, das FAIR für die Forschung weltweit bietet, hervor: „FAIR eröffnet unter Einbeziehung einer weltweiten Community auf Jahrzehnte hinaus herausragende Forschung. Mit der FAIR-Anlage werden Forschende aus der ganzen Welt in der Lage sein, Schlüsselfragen über die Struktur des Universums zu untersuchen, indem sie die fundamentalen Prozesse im Labor erzeugen, aber auch Anwendungen etwa in Medizin, Materialforschung und IT voranzutreiben. FAIR ist zugleich ein idealer Ausbildungsort für die nächsten Generationen von Wissenschaftler*innen und Ingenieur*innen. Schon das aktuelle Forschungsprogramm FAIR-Phase 0 bietet hervorragende Forschungsprogramme; in den kommenden Jahren wird FAIR schrittweise in Betrieb gehen und einzigartige Möglichkeiten für Wissenschaft und Technologie eröffnen.“ (BP)

Stimmen zur Grundsteinlegung

Bettina Stark-Watzinger, Bundesministerin für Bildung und Forschung, sagte: „Der Aufbau von FAIR unterstreicht Deutschlands herausragende Stellung in der physikalischen Grundlagenforschung. Mit dem Bau solcher Einrichtungen investieren wir in die Zukunft unseres Landes. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung unterstützt FAIR, damit es sich zu einem Magneten für die weltweit besten Wissenschaftler entwickeln kann. Mit der Grundsteinlegung haben wir heute gemeinsam mit Hessen einen weiteren wichtigen Schritt dazu getan.“

Angela Dorn, Hessische Ministerin für Wissenschaft und Kunst, betonte: „Mit FAIR entsteht eine weltweit einzigartige Anlage, die auch für die hessische Forschungslandschaft von herausragender Bedeutung ist. Mit dem Teilchenbeschleuniger wird es möglich sein, den Aufbau der Materie und die Entwicklung des Universums vom Urknall bis heute zu erforschen. Es geht um Grundlagenwissen, darum, was die Welt im Innersten zusammenhält, ebenso wie um die Entwicklung neuartiger Anwendungen für Technik und Medizin. Die internationale Zusammenarbeit der weltweiten Forschungsgemeinschaft bei diesem Projekt ist eine wichtige Grundlage für ihren Erfolg, birgt angesichts der aktuellen Weltlage aber auch Herausforderungen. Wir begrüßen, dass das Council von FAIR sich konstruktiv mit ihnen auseinandersetzt, um diese herausragende wissenschaftliche Anlage zu realisieren.“

Michael Boddenberg, Hessischer Minister der Finanzen, unterstrich: „Die Grundsteinlegung für das FAIR Control Center schafft die Basis für bahnbrechende wissenschaftliche Erkenntnisse. Es bildet die Schnittstelle zum internationalen FAIR-Projekt und wird unseren Wissenschafts- und Wirtschaftsstandort durch Spitzenforschung nachhaltig stärken. Gemeinsam mit dem Bund und in Kooperation mit den internationalen Partnern hat die Hessische Landesregierung den Forschungsbetrieb von GSI und den Aufbau von FAIR stets unterstützt. Ich möchte allen Beteiligten des Projekts danken, die dazu beigetragen haben, dass wir heute diesen wichtigen Baufortschritt gemeinsam feiern können.“

Jochen Partsch, Oberbürgermeister der Wissenschaftsstadt Darmstadt, hob hervor: „Das wegweisende FAIR-Control-Center-Vorhaben bestätigt unsere Standortqualitäten als wichtigen Anlaufpunkt der internationalen Forschungsspitze und wird Forschung und Wissenschaft in eine neue Dimension katapultieren. Ich bin stolz darauf miterleben zu können, dass die Wissenschaftsstadt Darmstadt die Tür zum Universum weiter öffnet und die einmalige Möglichkeit bietet Spitzenforschung zu betreiben.“

Volker Pohlschmidt, Geschäftsführer der Bauunternehmung Karl Gemünden GmbH & Co. KG, sagte: „Als ausführendes Rohbauunternehmen für den Bau des FAIR Control Centers FCC bedanken wir uns für die Möglichkeit, an diesem zukunftsträchtigen Bauwerk mitwirken zu können. Wir schätzen uns sehr glücklich, dass die öffentliche Hand auf unser Leistungsspektrum vertraut. Sie stellt für uns, gerade in Krisenzeiten, einen wichtigen Auftraggeber dar.“

Über FAIR

Das internationale Beschleunigerzentrum FAIR, das derzeit beim GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung entsteht, wird eine der größten und komplexesten Beschleunigeranlagen weltweit, Herzstück ist der bereits im Rohbau fertig gestellt Ringbeschleuniger SIS100 mit 1100 Meter Umfang. An diesen schließt sich ein komplexes System von Speicherringen und Experimentierstationen an. Die bereits existierenden GSI-Beschleuniger dienen als Vorbeschleuniger. Ingenieur*innen und Wissenschaftler*innen treiben in internationaler Zusammenarbeit technologische Neuentwicklungen in vielen Bereichen voran, zum Beispiel in der Informationstechnologie oder in der Supraleitungstechnik. Rund 3000 Forschende aus aller Welt können künftig an FAIR Spitzenforschung betreiben. In herausragenden Experimenten werden sie grundlegend neue Erkenntnisse über den Aufbau der Materie und die Entwicklung des Universums gewinnen.

Weitere Informationen

Zusätzliches Bildmaterial finden Sie unter www.gsi.de/fcc-footage

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Presse Aktuelles FAIR
news-5325 Tue, 22 Mar 2022 08:31:00 +0100 EU-Förderung zur Untersuchung der sozioökonomischen Wirkung 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=5325&cHash=8def38c078b226b7ea9c85fb160d4f99 Große Forschungsinfrastrukturen wie FAIR werden gebaut, um grundlegende Fragen über die Natur der Physik und die Entstehung des Universums zu beantworten. Es handelt sich häufig um internationale Projekte, deren Aufgabe es ist, exzellente Wissenschaft auf Weltniveau zu betreiben. Aber sie arbeiten nicht in einem Vakuum. Ihre Aktivitäten haben Auswirkungen auf ihre Regionen und Länder, die weit über ihre wissenschaftliche Tätigkeit hinausgehen. Das neue CASEIA-Projekt hat nun EU-Mittel erhalten, ... Große Forschungsinfrastrukturen wie FAIR werden gebaut, um grundlegende Fragen über die Natur der Physik und die Entstehung des Universums zu beantworten. Es handelt sich häufig um internationale Projekte, deren Aufgabe es ist, exzellente Wissenschaft auf Weltniveau zu betreiben. Aber sie arbeiten nicht in einem Vakuum. Ihre Aktivitäten haben Auswirkungen auf ihre Regionen und Länder, die weit über ihre wissenschaftliche Tätigkeit hinausgehen. Das neue CASEIA-Projekt hat nun EU-Mittel erhalten, um diesen sozioökonomischen Einfluss zu messen.

Der sozioökonomische Einfluss von FAIR ist die Summe der Auswirkungen des Projekts auf alle und alles in Kontakt zum Projekt. Der sozioökonomische Einfluss bezieht sich auf Arbeitsplätze für Menschen in der Rhein-Main-Region, in Deutschland und im Ausland. Er umfasst die Ausbildung junger Menschen, die bei FAIR unter der Anleitung von Handwerksmeister*innen in ihren Werkstätten und von Wissenschaftler*innen und Ingenieur*innen ausgebildet werden. Es geht um die Auswirkungen der bei FAIR und GSI gemachten Entdeckungen auf innovative Materialien, medizinische Behandlungen und Energie. Dazu gehören beispielsweise positive Effekte durch Erfindungen wie das energieeffiziente Hochenergie-Rechenzentrum Green IT Cube bei GSI/FAIR.

Diese Faktoren zu messen und nachzuweisen, ist eine Herausforderung. FAIR ist jedoch bestrebt, Wege zu finden, um seine sozioökonomischen Auswirkungen zu ermitteln und sie positiv weiterzuentwickeln. Zu diesem Zweck hat FAIR einen EU-Zuschuss erhalten, um eine Methodik zu entwickeln, die sich auf die Auswirkungen von Innovationen konzentriert. Das Projekt trägt den Namen CASEIA (Comparative Analysis of Socio-Economic Impact in ATTRACT), wird bis September 2024 laufen und mit 120.000 € gefördert werden. CASEIA ist Teil von ATTRACT, das aus dem Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union finanziert wird. Leiterin des Studienkonsortiums ist Dr. Sonia Utermann (FAIR). Weitere Konsortiumsmitglieder sind das Steinbeis-Forschungszentrum Technologie-Management Nordost (Rostock), das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (Karlsruhe) und der Human Sciences Research Council (Stellenbosch, Südafrika).

CASEIA zielt darauf ab, dass die Ergebnisse für die künftige strategische Innovationsprogramme bei FAIR und anderen großen Forschungsinfrastrukturen relevant sind und dass Methoden entwickelt werden, die auf andere Bereiche mit sozioökonomischen Auswirkungen übertragbar sind. (CP)

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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5327 Fri, 18 Mar 2022 10:00:00 +0100 BASE-Kollaboration setzt neue Maßstäbe: Materie/Antimaterie-Symmetrie und „Antimaterie-Uhr“ auf einmal 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=5327&cHash=46940ea76112e9b88db5ea28e64fb0af In der Fachzeitschrift Nature berichtet die BASE-Kollaboration am CERN über den weltweit genauesten Vergleich zwischen Protonen und Antiprotonen: Die Verhältnisse von Ladung zu Masse von Antiprotonen und Protonen sind auf elf Stellen identisch. Diese neue Messung verbessert die Genauigkeit des bisher besten Werts um mehr als einen Faktor vier. Der über einen Zeitraum von eineinhalb Jahren gesammelte Datensatz ermöglicht außerdem einen Test des schwachen Äquivalenzprinzips, das besagt, dass sich Materie und Diese Mitteilung basiert auf Pressemitteilungen des Max-Planck-Instituts für Kernphysik, Heidelberg, und der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz

In der Fachzeitschrift Nature berichtet die BASE-Kollaboration am CERN über den weltweit genauesten Vergleich zwischen Protonen und Antiprotonen: Die Verhältnisse von Ladung zu Masse von Antiprotonen und Protonen sind auf elf Stellen identisch. Diese neue Messung verbessert die Genauigkeit des bisher besten Werts um mehr als einen Faktor vier. Der über einen Zeitraum von eineinhalb Jahren gesammelte Datensatz ermöglicht außerdem einen Test des schwachen Äquivalenzprinzips, das besagt, dass sich Materie und Antimaterie unter Schwerkraft gleich verhalten. Auch Forschende von GSI/FAIR sind aktiv an der BASE-Kollaboration beteiligt.

Symmetrie und Schönheit sind eng miteinander verbunden, nicht nur in der Musik, der Kunst und der Architektur, sondern auch in den grundlegenden physikalischen Gesetzen, die unser Universum beschreiben. Es ist in gewisser Weise ironisch, dass wir unsere Existenz einer gebrochenen Symmetrie in der besten fundamentalen Theorie, die es gibt, dem Standardmodell (SM) der Teilchenphysik, zu verdanken scheinen. Einer der Eckpfeiler des SM ist die Invarianz bei Umkehr von Ladung, Parität und Zeit (CPT). Auf die Gleichungen des SM angewandt, verwandelt die CPT-Transformation Materie in Antimaterie. Als Folge der CPT-Symmetrie haben Paare von Materie und Antimaterie die gleichen Massen, Ladungen und magnetischen Momente, die beiden letzteren mit entgegengesetztem Vorzeichen. Eine weitere Folge von CPT: Trifft ein Teilchen auf sein Antiteilchen, vernichten sie sich zu reiner Energie und anderen Teilchen-Antiteilchen-Paaren, was in zahlreichen Laborexperimenten bestätigt wurde. In diesem Sinne ist die Existenz unseres Universums keineswegs selbstverständlich. Wir haben Grund zu der Annahme, dass beim Urknall Materie und Antimaterie in gleichen Mengen entstanden sind. Warum nur die Materie übrig blieb, aus der unser Sonnensystem und die Himmelskörper im Universum bestehen, ist noch ungeklärt.

Ein weiteres heißes Thema in der modernen Physik ist die Frage, ob sich Materie und Antimaterie unter Schwerkraft gleich verhalten. In ihrem neuen Artikel vergleichen die BASE-Wissenschaftler*innen die Ladung-zu-Masse-Verhältnisse von Antiprotonen und Protonen sowie – während des Umlaufs der Erde um die Sonne – die Ähnlichkeit von Uhren aus Antimaterie und Materie. Sie sind also beiden Fragen gleichzeitig mit einer Messung nachgegangen.

Für seine hochpräzisen Untersuchungen verwendete das Team um Stefan Ulmer, leitender Wissenschaftler am RIKEN in Japan und Sprecher der BASE-Kollaboration, eine Penning-Falle, also einen elektromagnetischen Behälter, der ein einzelnes geladenes Teilchen speichern und nachweisen kann. Ein Teilchen in einer solchen Falle schwingt mit einer charakteristischen Frequenz, die durch seine Masse definiert ist. „Abhören“ der Schwingungsfrequenzen von Antiprotonen und Protonen in derselben Falle ermöglicht es, deren Massen zu vergleichen. „Durch Beladen eines zylindrischen Stapels mehrerer solcher Penning-Fallen mit Antiprotonen und negativen Wasserstoffionen konnten wir einen Massenvergleich innerhalb von nur vier Minuten durchführen, also 50 Mal schneller als bei früheren Proton/Antiproton-Vergleichen anderer Gruppen“, erläutert Stefan Ulmer. „Seit unseren früheren Messungen haben wir außerdem den Versuchsaufbau technisch erheblich verbessert. Dies erhöht die Stabilität des Experiments und verringert systematische Verschiebungen in den Messwerten.“ Mit diesem optimierten Instrument hat das BASE-Team im Verlauf von eineinhalb Jahren einen Datensatz von rund 24.000 einzelnen Frequenzvergleichen erfasst. Durch Kombination aller Messergebnisse fanden die Forschenden, dass das Ladung-zu-Masse-Verhältnis von Antiprotonen und Protonen identisch ist, und zwar mit einer Genauigkeit von 16 Teilen in einer Billion, also einer Zahl mit 11 signifikanten Stellen. Das verbessert die Genauigkeit der bisher besten Messung – ebenfalls von BASE – um mehr als einen Faktor vier: ein erheblicher Fortschritt in der Präzisionsphysik.

Ein Teilchen, das in einer Penning-Falle schwingt, kann man als „Uhr“ betrachten, ein Antiteilchen als „Anti-Uhr“. Bei starker Gravitation gehen die Uhren langsamer. Während der Langzeitmessung von eineinhalb Jahren war die Erde auf ihrer elliptischen Bahn unterschiedlich starker Anziehungskraft der Sonne ausgesetzt. Falls Antimaterie und Materie verschieden auf Schwerkraft reagieren, würden die Materie- und Antimaterie-Uhren entlang der Flugbahn der Erde unterschiedliche Frequenzverschiebungen erfahren. Die BASE-Forschenden konnten bei der Analyse ihrer Daten aber keine derartige Frequenzanomalie feststellen. So konnten sie erstmals direkte und weitgehend modellunabhängige Grenzen für ein anomales Verhalten von Antimaterie unter Schwerkraft setzen – oder anders ausgedrückt: im Rahmen der Messgenauigkeit die Gültigkeit des schwachen Äquivalenzprinzips für Uhren bestätigen.

„Um mit noch höherer Präzision messen zu können, müssen wir die Antiprotonen aus der Beschleunigerumgebung der Antimaterie-Fabrik des CERN in ein ruhiges Labor bringen“, beschreibt Dr. Christian Smorra, Physiker am Exzellenzcluster PRISMA+ der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz und stellvertretender Sprecher der BASE-Kollaboration, die nächsten Schritte.  „Dazu konstruiert das BASE-Team derzeit die transportable Antiprotonenfalle BASE-STEP.“ Zunächst ist geplant, die Antiprotonen in ein ruhiges Labor am CERN zu verlagern. Wenn das geklappt hat, können die Antiprotonen auch an andere Fallenlabore verteilt werden. „Wir werden die Transportfalle nutzen, um noch genauere Messungen mit Antiprotonen zu machen. So wollen wir sicherstellen, dass uns bei den Antiteilchen keine neue Physik durch die Lappen geht.“

Die BASE-Kollaboration besteht aus Forschenden des RIKEN Fundamental Symmetries Laboratory, des European Center for Nuclear Research (CERN), des Max-Planck-Instituts für Kernphysik in Heidelberg, der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU), des Helmholtz-Instituts Mainz (HIM), der Universität Tokyo, des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung Darmstadt, der Leibniz-Universität Hannover, der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) Braunschweig und der ETH Zürich. Die vorliegende Arbeit wurde im Rahmen des Max-Planck-RIKEN-PTB Center for Time, Constants and Fundamental Symmetries durchgeführt. (MPIK/JGU/BP)

Weitere Informationen

Wissenschaftliche Veröffentlichung in Nature (in Englisch)

BASE-Experiment am CERN (in Englisch)

Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Kernphysik, Heidelberg

Pressemitteilung der Johannes-Gutenberg-Universität, Mainz

 

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Aktuelles FAIR
news-5323 Mon, 14 Mar 2022 13:13:27 +0100 Erfolgreiche junge Forschende werden mit Preisen der Stiftung Giersch ausgezeichnet https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5323&cHash=34a50789361617fdf9024742b992d7c5 Für exzellente Doktorarbeiten und vielversprechende Promotionsverläufe hat die gemeinnützige Stiftung Giersch gemeinsam mit der Helmholtz-Graduiertenschule „HGS-HIRe for FAIR“ die Giersch-Excellence-Awards und Giersch-Excellence-Grants 2021 vergeben. Seitdem der Preis 2015 ins Leben gerufen wurde, werden damit herausragende Nachwuchsforschende geehrt. Für exzellente Doktorarbeiten und vielversprechende Promotionsverläufe hat die gemeinnützige Stiftung Giersch gemeinsam mit der Helmholtz-Graduiertenschule „HGS-HIRe for FAIR“ die Giersch-Excellence-Awards und Giersch-Excellence-Grants 2021 vergeben. Seitdem der Preis 2015 ins Leben gerufen wurde, werden damit herausragende Nachwuchsforschende geehrt.

Mit einem „Giersch Award for an Outstanding Doctoral Thesis“ in Höhe von jeweils 6000 Euro wurden diesmal vier junge Nachwuchswissenschaftler*innen für ihre fertiggestellten Dissertationen ausgezeichnet, die ihre außergewöhnliche wissenschaftliche Begabung unter Beweis gestellt haben: Dr. Frédéric Julian Kornas („Global polarization of Λ hyperons as a probe for vortical effects in A+A collisions at HADES“, TU Darmstadt), Dr. Daria Kostyleva („Experimental Studies of Proton-Unbound Nuclei via In-Flight Decay Spectroscopy“, Justus-Liebig-Universität Gießen), Dr. Tabea Pfuhl („Influence of secondary electron spectra on the enhanced effectiveness of ion beams”, TU Darmstadt) und Dr. Lukas Weih („Multimessenger Approaches to Exploring Dense Matter in Neutron Stars“, Goethe-Universität Frankfurt)

Weitere 24 vielversprechende junge Forschende, die sich derzeit in der Promotionsphase an den Universitäten in der Region befinden, konnten sich über einen „Giersch Excellence Grant“ in Höhe von jeweils 2500 Euro freuen: Nora Weickgenannt, Jan Fotakis, Jan-Erik Christian, Carolin Schlosser, Marc Winstel, Tim Rogoschinski, Matthias Kleiner, Michael Jung, Patrick Müller, Thorsten Conrad, Manjunath Omana Kuttan, Simon Spies, Sabrina Huth, Jan Hoppe, Leon Kirsch, Verena Velthaus, Patrick Müller, Maximilian Wiest, Wilhelm Krüger, Simon Lauber, Julian List, Gabriella Kripko-Koncz, Esther Menz und Nico Santowsky.

Die Nachwuchswissenschaftler*innen wurden durch eine Auswahlkommission aus Fachvertretern der Goethe-Universität Frankfurt und der Technischen Universität Darmstadt unter dem Vorsitz von Professor Henner Büsching ausgewählt. Aus Pandemiegründen wurde die traditionelle Preisverleihung nicht in Präsenzform veranstaltet.

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 Doktorand*innen an Dissertationen mit Verbindung zu GSI und FAIR.

Die Stiftung Giersch wurde 1994 vom Stifterehepaar Senator E.h. Professor Carlo Giersch und seine Frau Senatorin E.h. Karin Giersch gegründet und engagiert sich auf den Gebieten Wissenschaft und Forschung, Kunst und Kultur sowie der Förderung medizinischer Projekte im Rhein-Main-Gebiet. (BP)

Weitere Informationen

Homepage von HGS-HIRe for FAIR (auf Englisch)

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Aktuelles FAIR
news-5313 Thu, 10 Mar 2022 08:19:00 +0100 Mentoring Hessen meets 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=5313&cHash=5163994405628df752403ea69d00ff08 Am 18. Februar statteten 30 Mentees und Mentorinnen von Mentoring Hessen GSI und FAIR einen virtuellen Besuch ab. Mitarbeiterinnen von GSI/FAIR führten online durch die Anlage, von den Ionenquellen bis zu den Experimenten, und gaben einen Einblick in die vielfältigen Tätigkeiten am Forschungszentrum: Wie werden Ionen beschleunigt und wie läuft der Betrieb der Beschleuniger ab? Was passiert, wenn Ionen Materialien oder menschliche Zellen treffen? Wie kann man mit Stößen von Atomen und Atomkernen ... Am 18. Februar statteten 30 Mentees und Mentorinnen von Mentoring Hessen GSI und FAIR einen virtuellen Besuch ab. Mitarbeiterinnen von GSI/FAIR führten online durch die Anlage, von den Ionenquellen bis zu den Experimenten, und gaben einen Einblick in die vielfältigen Tätigkeiten am Forschungszentrum: Wie werden Ionen beschleunigt und wie läuft der Betrieb der Beschleuniger ab? Was passiert, wenn Ionen Materialien oder menschliche Zellen treffen? Wie kann man mit Stößen von Atomen und Atomkernen verstehen, was im Inneren von Planeten und Sternen passiert? Wie stellt man die Ziele für die beschleunigten Ionen her? Spannende Fragen der Teilnehmerinnen zu den Forschungsthemen führten zu angeregten Diskussionen mit den Expertinnen. Wie die innovativen Ideen aus der Forschung in die Anwendung überführt werden, zeigte die Vorstellung des Technologietransfers.

Mentoring Hessen fördert Frauen auf ihren Karrierewegen in Wissenschaft und Wirtschaft. Von Anfang an, seit 1998, haben Kolleginnen von GSI und FAIR am Mentoring Hessen und dessen Vorläuferprojekten aktiv teilgenommen. Seit über 20 Jahren ist GSI auch Kooperationspartner, seit 2017 ist Christina Trautmann, Leiterin der Materialforschung, für GSI Mitglied in der Steuerungsgruppe.

Immer wieder ist es in der Vergangenheit zu spannenden Begegnungen zwischen Mentorinnen und Mentees gekommen. Und manchmal finden Mentees den Arbeitsplatz ihrer Mentorin so interessant, dass sie sich nach Ablauf des Mentoring-Jahres erfolgreich um einen Arbeitsplatz oder eine Promotionsstelle bei GSI/FAIR bemühen. (KG/CP)

Weitere Informationen:
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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5329 Fri, 04 Mar 2022 08:33:00 +0100 Stellungnahme zum Angriffskrieg von Russland auf die Ukraine https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5329&cHash=408b7b5b93666f147314a6070f216b4c Seit Jahrzehnten forschen Menschen aus aller Welt gemeinsam an den Beschleuniger- und Experimentiereinrichtungen von GSI und FAIR. Sie arbeiten zusammen an friedlichen, nicht militärischen wissenschaftlichen Zielsetzungen und zwar unabhängig von politischen, religiösen und weltanschaulichen Aspekten. Wir verurteilen den Angriffskrieg von Russland auf die Ukraine und den Bruch des Völkerrechts seitens der russischen Regierung. Deshalb stehen wir voll und ganz hinter den von der deutschen Regierung und ... Seit Jahrzehnten forschen Menschen aus aller Welt gemeinsam an den Beschleuniger- und Experimentiereinrichtungen von GSI und FAIR. Sie arbeiten zusammen an friedlichen, nicht militärischen wissenschaftlichen Zielsetzungen und zwar unabhängig von politischen, religiösen und weltanschaulichen Aspekten.

Wir verurteilen den Angriffskrieg von Russland auf die Ukraine und den Bruch des Völkerrechts seitens der russischen Regierung. Deshalb stehen wir voll und ganz hinter den von der deutschen Regierung und ihren internationalen Partnern verhängten Sanktionen. Diese werden einen starken Einfluss auf unsere eigenen Aktivitäten haben, aber wir sind davon überzeugt, dass diese Mittel in der gegenwärtigen Situation notwendig sind.

In Übereinstimmung u.a. mit der Allianz der Wissenschaftsorganisationen wird GSI/FAIR mit sofortiger Wirkung jegliche Zusammenarbeit mit russischen staatlichen Institutionen und Wirtschaftsunternehmen aussetzen. Laufende bilaterale Kooperationsprojekte mit Forschenden von russischen Institutionen werden mit sofortiger Wirkung eingefroren, dazu werden keine neuen bilateralen Kooperationsprojekte abgeschlossen. Bei multilateralen Projekten, an denen Russland beteiligt ist, und zu denen auch das FAIR-Projekt gehört, wird sich GSI/FAIR mit den anderen Partnern bezüglich der weiteren Umsetzung der völkerrechtlichen Verträge abstimmen. Je nach der weiteren Entwicklung der Situation werden die Maßnahmen angepasst.

Wir sind sehr traurig und besorgt über die tragischen Ereignisse in der Ukraine. Auch bei GSI/FAIR sind Mitarbeitende vom Krieg in der Ukraine betroffen, ob direkt, weil Familien oder Freunde in den umkämpften Gebieten leben, oder durch berufliche oder persönliche Verbindungen zur Ukraine oder zu Russland. Unsere Gedanken sind bei allen Menschen, die direkt oder indirekt betroffen sind, mit unserem tiefsten Mitgefühl und unserer Unterstützung in diesen schwierigen Zeiten.

 

Prof. Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer GSI/FAIR

Dr. Ulrich Breuer, Administrativer Geschäftsführer GSI/FAIR

Jörg Blaurock, Technischer Geschäftsführer GSI/FAIR

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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5238 Tue, 01 Mar 2022 12:00:57 +0100 „Scientist of the Year“-Preis 2021 an der Goethe-Universität Frankfurt geht an die theoretische Physikerin Hannah Elfner https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5238&cHash=5d08fd9165993d5c7b6784a60c622c56 Die Physikerin Prof. Dr. Hannah Elfner erforscht Prozesse, die die allerkleinsten Teilchen des Universums betreffen, insbesondere stark wechselwirkende Teilchen unter extremen Temperatur- und Dichtebedingungen, wenn sie das so genannte Quark-Gluon-Plasma bilden, ein Zustand, der wahrscheinlich kurz nach dem Urknall im Universum herrschte. Für ihre herausragende Forschung zu diesen Prozessen, die es uns ermöglichen, die Entwicklung des Universums in seinen ersten Momenten besser zu verstehen, wird die Physi Diese Mitteilung basiert auf einer Pressemitteilung der Goethe-Universität Frankfurt

Die Physikerin Prof. Dr. Hannah Elfner erforscht Prozesse, die die allerkleinsten Teilchen des Universums betreffen, insbesondere stark wechselwirkende Teilchen unter extremen Temperatur- und Dichtebedingungen, wenn sie das so genannte Quark-Gluon-Plasma bilden, ein Zustand, der wahrscheinlich kurz nach dem Urknall im Universum herrschte. Für ihre herausragende Forschung zu diesen Prozessen, die es uns ermöglichen, die Entwicklung des Universums in seinen ersten Momenten besser zu verstehen, wird die Physikerin nun von der Alfons und Gertrud Kassel-Stiftung als „Scientist of the Year“ 2021 an der Goethe-Universität Frankfurt ausgezeichnet. Hannah Elfner forscht und lehrt an der Goethe-Universität in Frankfurt und am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt.

Maschinenbauingenieurin, Pilotin oder Physikerin? Dass sich Hannah Elfner nach dem Abitur für das Physikstudium entschieden hat und sie dann bald zielsicher das Quark-Gluon-Plasma erforschen wollte, ist ein Glücksfall für dieses Forschungsgebiet. Denn bereits in ihrer preisgekrönten Dissertation wies die Physikerin daraufhin, dass die Abläufe im Quark-Gluon-Plasma weitaus komplexer sind als damals angenommen. Für weitere Erkenntnisse über den extrem kurzen Moment nach dem Urknall erhielt sie neben anderen Preisen 2016 den renommierten Heinz Maier-Leibnitz-Preis für Nachwuchswissenschaftler.

Zu dieser Zeit erforschte sie schon seit vier Jahren als Helmholtz Young Investigator in Frankfurt, wie sich Schwerionenkollisionen, mit denen experimentelle Physiker Prozesse nach dem Urknall simulieren können und bei denen das Quark-Gluon-Plasma entsteht, mit mathematischen Modellen beschreiben lassen. Als eine der jüngsten Physikprofessorinnen in Deutschland berufen, besetzt Elfner eine Doppelstelle an der Goethe-Universität, dem GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und am Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS). Inzwischen lehrt und forscht sie auf einer unbefristeten, gemeinsamen Professur von Goethe-Universität und GSI, wo sie unter anderem in das Cluster-Projekt „Elements“ eingebunden ist. Seit wenigen Monaten koordiniert sie zudem die Theorieabteilung am GSI Helmholtzzentrum, wo sie zuvor mehrere Jahre lang eine Helmholtz Young Investigator Gruppe leitete.

Ein Glücksfall ist Hannah Elfner aber auch für das Team ihrer Nachwuchswissenschaftler*innen. In der Laudatio zur „Scientist of the Year“-Auszeichnung beschreiben ehemalige und aktuelle Mitarbeitende eindrücklich die individuelle Zuwendung, die die Physikprofessorin jedem einzelnen ihrer Studierenden und Promovierenden zukommen lässt – was unter anderem ein Grund dafür ist, dass Hannah Elfner nun als „Scientist of the Year“ ausgezeichnet wird. Universitätspräsident Enrico Schleiff sagt: „Frau Elfner ist eine exzellente junge Wissenschaftlerin, die sich sehr für ihr Fach und ihr Team einsetzt und mit ihrer Expertise ideal zu unseren Forschungsschwerpunkten beiträgt. Dass dieses Engagement von der Kassel-Stiftung gewertschätzt und unterstützt wird, freut mich natürlich ganz besonders.“

Auch der Wissenschaftliche Geschäftsführer von GSI und FAIR, Professor Paolo Giubellino, gratuliert herzlich zu der Auszeichnung: „Ich freue mich über diese besondere Würdigung der wissenschaftlichen Arbeit von Hannah Elfner. Die Theorieabteilung der GSI/FAIR, die Professorin Elfner nun leitet, ist ein wesentliches Element für den Gesamterfolg unserer Forschungseinrichtung und steht in ständiger enger Wechselwirkung mit den experimentellen Aktivitäten. Das künftige Beschleunigerzentrum FAIR wird den Forschenden noch nie dagewesene Möglichkeiten zur Untersuchung von Schlüsselprozessen bieten, die unser Universum bestimmen. Die Arbeit von Hannah Elfner ist dabei ein wichtiger Baustein, der grundlegende Tools für das Verständnis der experimentellen Ergebnisse liefert."

Den Preis „Scientist oft the Year“ vergibt die Alfons und Gertrud Kassel-Stiftung alle zwei Jahre an Forschende an der Goethe-Universität in Frankfurt und an deren nahe stehenden Einrichtungen, die sich ergänzend zur eigenen herausragenden wissenschaftlichen Arbeit auch um die Nachwuchsförderung verdient machen. Ein Teil des Preisgeldes in Höhe von 25.000 Euro soll deshalb auch in die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses fließen. Die für Anfang Dezember geplante feierliche Übergabe des Preises wurde pandemiebedingt nun auf das Frühjahr verschoben. (BP/GU)

 

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Aktuelles FAIR
news-5236 Thu, 24 Feb 2022 09:00:00 +0100 Professor Dr. Paolo Giubellino tritt zweite Amtszeit als Wissenschaftlicher 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=5236&cHash=9394daa0ac1f1a57a9bccbcba5e53a7e Professor Giubellino wird auch in den kommenden fünf Jahren als Wissenschaftlicher Geschäftsführer des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung GmbH und der Facility for Antiproton and Ion Research in Europe GmbH (FAIR GmbH) das Forschungsprogramm von Weltrang bei GSI und FAIR leiten. Der FAIR-Council und der GSI-Aufsichtsrat haben sich, beeindruckt von den Leistungen seiner ersten Amtszeit, dafür ausgesprochen, ihn für eine zweite Amtszeit zu gewinnen, die am 1. Januar 2022 begonnen hat. Professor Giubellino wird auch in den kommenden fünf Jahren als Wissenschaftlicher Geschäftsführer des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung GmbH und der Facility for Antiproton and Ion Research in Europe GmbH (FAIR GmbH) das Forschungsprogramm von Weltrang bei GSI und FAIR leiten. Der FAIR-Council und der GSI-Aufsichtsrat haben sich, beeindruckt von den Leistungen seiner ersten Amtszeit, dafür ausgesprochen, ihn für eine zweite Amtszeit zu gewinnen, die am 1. Januar 2022 begonnen hat.

Der FAIR-Council und der GSI-Aufsichtsrat sind erfreut, dass der international renommierte Wissenschaftler und ehemalige CERN-Experimentleiter Professor Giubellino ihren Vorschlag angenommen hat, auch künftig als Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR tätig zu sein. „Wir sind überzeugt, dass unter Leitung von Professor Giubellino der Standort GSI/FAIR auch weiterhin für exzellente Wissenschaft auf internationalem Spitzenniveau steht und diese Position in den nächsten Jahren weiter ausbauen wird. Die vielversprechenden Vorbereitungen des zukünftigen Forschungsbetriebs an der FAIR-Anlage sind das Ergebnis des großen Engagements der Mitarbeitenden von GSI und FAIR, aber ganz besonders auch sein Verdienst. Dabei sprechen die exzellenten Forschungsergebnisse der FAIR-Phase 0 für sich“, betonte Ministerialdirigent Dr. Volkmar Dietz, Unterabteilungsleiter im Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und Vorsitzender des GSI-Aufsichtsrats sowie Chair des FAIR-Councils.

Mit begeisterter Motivation blickt Professor Giubellino auf seine zweite Amtszeit. „Die kommenden Jahre sind entscheidend, um die Wissenschaft an FAIR als eines der besten wissenschaftlichen Labors der Welt maßgeblich zu schärfen, zusammen mit der breiten internationalen FAIR-Wissenschaftsgemeinschaft. FAIR hat ein enormes Potenzial, bahnbrechende Ergebnisse in einem breiten Spektrum von Forschungsbereichen zu erzielen. Für mich als Wissenschaftler ist es eine einzigartige Gelegenheit, für den Erfolg von FAIR zu arbeiten.“ Als wichtige Ziele für seine kommende Amtszeit nennt er, die wissenschaftlichen Möglichkeiten bei FAIR und GSI weiter auszugestalten und die Bedingungen zu schaffen, die die Experimentatoren für Spitzenforschung benötigen.

In den vergangenen Jahren führte Professor Giubellino das wissenschaftliche Programm von FAIR in die erste Umsetzung, die sogenannte FAIR-Phase 0, durch die die Forschung auf dem GSI/FAIR-Campus wiederaufgenommen wurde und die es der Forschungsgemeinschaft ermöglichte, wissenschaftliche Spitzenergebnisse zu erzielen und ihre Bindung an den Campus zu stärken. Diese erste Stufe des Experimentierprogramms schreibt seit drei Jahren Erfolgsgeschichten, selbst unter schwierigen Corona-Bedingungen: Dank der von den großen internationalen FAIR-Kollaborationen bereits entwickelten Detektoren und Instrumentierungen sowie der verbesserten Teilchenbeschleuniger ist es bereits möglich, physikalisches Neuland zu betreten. Der wissenschaftliche Output ist beeindruckend stark, viele wissenschaftliche Meilensteine wurden erreicht, und zahlreiche renommierte nationale und internationale Preise wurden an Forschende bei GSI und FAIR vergeben.

Gemeinsam mit Dr. Ulrich Breuer als Administrativem Geschäftsführer und Jörg Blaurock als Technischem Geschäftsführer wird Professor Giubellino GSI und FAIR weiterhin führen. In der zweiten Amtszeit von Professor Giubellino wird sein Schwerpunkt darauf liegen, die Experimente für den Start der FAIR-Anlage vorzubereiten. Auch die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses für FAIR wird weiterhin eine entscheidende Rolle spielen, in enger Verbindung mit den Partneruniversitäten in Hessen und Deutschland, durch gezielte internationale Vereinbarungen und die Einrichtung von Förderprogrammen, um hochqualifizierten wissenschaftlichen und technischen Nachwuchskräften den Weg zur GSI/FAIR zu ebnen. Die internationale Ausrichtung und Sichtbarkeit von GSI/FAIR soll konsequent vorangetrieben werden, so Professor Giubellino, der neben seiner wissenschaftlichen Expertise über umfangreiche Erfahrungen mit internationalen Kooperationen verfügt und bereits viele Schlüsselrollen in multilateralen Forschungsprogrammen übernommen hat.

Professor Giubellino ist seit Januar 2017 Wissenschaftlicher Geschäftsführer der GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH und der Facility for Antiproton and Ion Research in Europe GmbH (FAIR GmbH). Seine Forschungsschwerpunkte sind die Physik hochenergetischer Schwerionenstöße und die dabei erzeugte Materie. Nach seinem Studium an der Universität Turin und der University of California in Santa Cruz war er an zahlreichen Schwerionenexperimenten am europäischen Kernforschungszentrum CERN in der Schweiz beteiligt. Beim dortigen ALICE-Experiment hat er seit Anfang der 1990er Jahre verschiedene verantwortliche Positionen übernommen. Seit 2011 war Professor Giubellino der Sprecher von ALICE bei CERN. Zudem ist er seit 1985 auch in der Sektion Turin am italienischen nationalen Kernphysikinstitut (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, INFN) tätig. Für seine Arbeiten konnte er bereits zahlreiche Auszeichnungen entgegennehmen. So erhielt er unter anderem 2014 den Lise-Meitner-Preis der Europäischen Physikalischen Gesellschaft, außerdem den Enrico-Fermi-Preis, die höchste Würdigung der Italienischen Physikalischen Gesellschaft (2013). Er ist Mitglied der Accademia delle Scienze di Torino, die von dem berühmten Mathematiker und Astronomen Joseph-Louis Lagrange gegründet wurde. Im Jahr 2012 wurde er vom italienischen Staatspräsidenten für seine wissenschaftlichen Verdienste zum „Commendatore della Repubblica Italiana“ ernannt und 2016 in die Academia Europaea gewählt. (BP)

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Presse Aktuelles FAIR
news-5234 Mon, 21 Feb 2022 08:55:10 +0100 Hessische Europaministerin Lucia Puttrich 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=5234&cHash=4fa301aa9aa9d823b758e04959eeebb0 Die Fortschritte des FAIR-Projekts und die aktuellen wissenschaftlichen Aktivitäten auf dem Campus waren zentrale Themen beim Besuch der Hessischen Ministerin für Bundes- und Europaangelegenheiten und Bevollmächtigten des Landes Hessen beim Bund, Lucia Puttrich, bei GSI und FAIR. Empfangen wurde sie von Professor Paolo Giubellino, dem Wissenschaftlichen Geschäftsführer von GSI und FAIR, Dr. Ulrich Breuer, dem Administrativen Geschäftsführer von GSI und FAIR, und Jörg Blaurock, dem Technischen ... Die Fortschritte des FAIR-Projekts und die aktuellen wissenschaftlichen Aktivitäten auf dem Campus waren zentrale Themen beim Besuch der Hessischen Ministerin für Bundes- und Europaangelegenheiten und Bevollmächtigten des Landes Hessen beim Bund, Lucia Puttrich, bei GSI und FAIR. Empfangen wurde sie von Professor Paolo Giubellino, dem Wissenschaftlichen Geschäftsführer von GSI und FAIR, Dr. Ulrich Breuer, dem Administrativen Geschäftsführer von GSI und FAIR, und Jörg Blaurock, dem Technischen Geschäftsführer von GSI und FAIR, sowie Carola Pomplun von der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit und Dr. Kathrin Göbel vom Joint Outreach Office.

Nach einführenden Informationen über das FAIR-Projekt, die Campus-Entwicklung, die bisherigen Forschungserfolge und aktuellen Experimente erhielt die CDU-Politikerin direkte Einblicke in die aktuellen FAIR-Bauaktivitäten auf dem 20 Hektar großen Baufeld östlich des bestehenden GSI- und FAIR-Campus.

Europaministerin Lucia Puttrich zeigte sich beeindruckt von dem weltweit einmaligen Forschungsprojekt: „Das internationale Beschleunigerzentrum FAIR gehört zu den beeindruckendsten Forschungseinrichtungen in der Welt. Neben dem Bund und dem Land Hessen unterstützen auch europäische Forschungsförderprogramme seit vielen Jahren das GSI Helmholtzzentrum und FAIR. Über 27 Millionen Euro stammen aus europäischen Mitteln. Mit dem neuen Teilchenbeschleuniger entsteht in unserem Land eine der weltweit größten Anlagen zur physikalischen Grundlagenforschung. Hessen ist damit einer der Top-Standorte für die Wissenschaft in Europa. Bereits heute können Wissenschaftler aus der ganzen Welt die Forschungsanlagen nutzen. Das ist gelebte internationale Zusammenarbeit in der Wissenschaft und ich bin stolz darauf, dass wir mit unserem intensiven Werben in Berlin und Brüssel auch ein Stück zum Gelingen des Vorhabens beigetragen haben“, sagte Europaministerin Lucia Puttrich.

Bei ihrem Besuch hatten die Gäste zunächst Gelegenheit, sich von der Aussichtsplattform am Rand des Baufeldes einen Überblick über das gesamte Baufeld und die Aktivitäten im nördlichen und im südlichen Baubereich zu verschaffen, bevor sie bei einer Rundfahrt über die Baustelle, an der auch FAIR-Baustellenleiter Dr. Harald Hagelskamp teilnahm, die Baufortschritte aus nächster Nähe in Augenschein nehmen konnten. Dabei standen auch die Begehung des im Rohbau fertiggestellten unterirdischen Beschleunigertunnels und des Transfergebäudes auf der Agenda.

Das Transfergebäude ist das komplexeste Gebäude der Anlage und der zentrale Knotenpunkt der Anlagenstrahlführung. Der große, 1,1 Kilometer lange Ringbeschleuniger SIS100 wird das Herzstück der künftigen Anlage sein. Der 2021 erfolgte Ringschluss stellt ein wichtiges Etappenziel im Realisierungsablauf des gesamten FAIR-Projekts dar, demnächst wird der Einbau der Technischen Gebäudeausrüstung beginnen.

Die FAIR-Anlage wird Forschenden aus aller Welt einzigartige Experimentiermöglichkeiten bieten, um Materie, wie sie sonst nur im Universum vorkommt, im Labor zu erzeugen und zu erforschen. In großen Planeten, Sternen und Sternexplosionen ist Materie extremen Bedingungen ausgesetzt, zum Beispiel extrem hohen Temperaturen, Drücken oder Dichten. An der FAIR-Anlage können Forschende genau diese Bedingungen herstellen. Dazu schießen sie Ionen, das heißt elektrisch geladene Atome, auf kleine Materialproben. Im winzigen Aufprallpunkt entsteht dann für einen kurzen Moment die kosmische Materie. Die Wissenschaftler*innen erwarten neue Einblicke in den Aufbau der Materie und die Entwicklung des Universums, vom Urknall bis heute. Darüber hinaus entwickeln sie neuartige Anwendungen in Medizin und Technik. (BP)

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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5229 Fri, 18 Feb 2022 08:00:00 +0100 ALICE-Masterclass im Rahmen des Internationalen Tags der Frauen und Mädchen in der Wissenschaft 2022 https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5229&cHash=ead6e5a097f4cc959a25b32f99f3b51f Am 11. Februar riefen die Vereinten Nationen zum siebten Internationalen Tag der Frauen und Mädchen in der Wissenschaft auf, um auf die gleiche Beteiligung und die Leistungen von Wissenschaftlerinnen aufmerksam zu machen und diese sichtbar zu machen. Zu diesem Anlass luden Wissenschaftler*innen des ALICE-Experimentes bundesweit physikinteressierte Schülerinnen zu einem Online-Workshop ein. Am 11. Februar riefen die Vereinten Nationen zum siebten Internationalen Tag der Frauen und Mädchen in der Wissenschaft auf, um auf die gleiche Beteiligung und die Leistungen von Wissenschaftlerinnen aufmerksam zu machen und diese sichtbar zu machen. Zu diesem Anlass luden Wissenschaftler*innen des ALICE-Experimentes bundesweit physikinteressierte Schülerinnen zu einem Online-Workshop ein. Neben Forschenden der Universitäten in Münster, München und Frankfurt waren auch fünf Vertreter*innen der ALICE-Forschungsabteilung von GSI/FAIR an der Durchführung beteiligt.

Im Rahmen der ALICE-Masterclass konnten 44 Schülerinnen einen Einblick in die physikalische Arbeit und Datenauswertung bekommen. Unter fachkundiger Begleitung durch die Wissenschaftler*innen werteten sie selbst Messdaten des ALICE-Experiments aus und diskutierten ihre Ergebnisse in einer internationalen Videokonferenzschaltung mit Forschenden am CERN, in Indien und in Griechenland.

ALICE ist eines der vier Großexperimente am Kollisionsbeschleuniger LHC des Forschungszentrums CERN in Genf und beschäftigt sich insbesondere mit Schwerionenstößen von Bleiatomkernen. 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. (CP)

Weitere Informationen
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Aktuelles
news-5227 Wed, 16 Feb 2022 08:00:00 +0100 Erwin-Schrödinger-Preis 2021: Durchbruch für Kernspinresonanz und Magnetresonanztomographie https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5227&cHash=0f584edcf03f168c947806b39bb18686 Der „Erwin-Schrödinger-Preis 2021 – Wissenschaftspreis des Stifterverbandes“ geht an ein internationales Team am Helmholtz-Institut Mainz HIM, einer Kooperation des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung und der Johannes Gutenberg-Universität Mainz: Mit der kostengünstigen und außerordentlichen Verstärkung der Magnetresonanzsignale haben die Expert*innen eine Technik entwickelt, die vielversprechend in der Analytik genutzt ... Der „Erwin-Schrödinger-Preis 2021 – Wissenschaftspreis des Stifterverbandes“ geht an ein internationales Team am Helmholtz-Institut Mainz HIM, einer Kooperation des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung und der Johannes Gutenberg-Universität Mainz: Mit der kostengünstigen und außerordentlichen Verstärkung der Magnetresonanzsignale haben die Expert*innen eine Technik entwickelt, die vielversprechend in der Analytik genutzt werden kann.

Für die Erzeugung eines neu entwickelten und verbesserten Kontrastmittels für die Magnetresonanztomographie (MRT) mit Wasserstoffgas erhalten die Wissenschaftler*innen Dmitry Budker (Physiker, HIM), James Eills (Chemiker, HIM), John Blanchard (Chemiker, HIM), Danila Barskiy (Physikochemiker, HIM), Kerstin Münnemann (Chemikerin, Universität Kaiserslautern), Francesca Reineri (Chemikerin, Universität Turin), Eleonora Cavallari (Pharmazeutische und Biomolekularwissenschaftlerin, Universität Turin), Silvio Aime (Biowissenschaftler, Universität Turin), Gerd Buntkowsky (Physikochemiker, TU Darmstadt), Stephan Knecht (Physiker, TU Darmstadt und NVision, Ulm), Malcolm H. Levitt (Chemiker, Universität Southampton) und Laurynas Dagys (Chemiker, Universität Southampton) den mit 50.000 Euro dotierten Erwin-Schrödinger-Preis.

Die Kernspinresonanz gehört zu einer Standardmethode der Analytik, um die Struktur und Dynamik von Materialien und lebenden Objekten zu ermitteln. Inklusive der Kernspintomographie wird die Methode unter anderem in der Chemie, der Biochemie und der Medizin eingesetzt. Bei beiden Verfahren eignen sich Flüssigkeiten besonders gut als Kontrastmittel für die Untersuchung. Allerdings stoßen die bisherigen Methoden an ihre Grenzen: Die Wechselwirkung von Kernspins mit ihrer Umgebung ist sehr schwach und die Methoden weisen daher eine geringe Empfindlichkeit auf. Hier setzt die Neuentwicklung an: Zur Überwindung dieser Einschränkung haben die Forschenden eine Reihe von sogenannten „Hyperpolarisierungstechniken“ entwickelt. Dabei handelt es sich um chemische und physikalische Verfahren, mit denen Atome und Moleküle so präpariert werden können, dass ihre Magnetresonanzsignale um einen Faktor von etwa einer Million verstärkt werden und dies auch noch kostengünstig.

Hyperpolarisationstechniken sind sehr aufwendig und können zurzeit nur in wenigen Kliniken weltweit eingesetzt werden. Möglich wurde dieses Projekt erst durch die Kooperation des Teams aus Chemiker*innen, Physiker*innen, Ingenieur*innen, Biolog*innen und Mitarbeitenden aus der klinischen Praxis. Das Team setzt sich zusammen aus Expert*innen aus Deutschland, England, Italien, und den USA, beteiligt sind das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, das Helmholtz Institut Mainz, die Technische Universität Darmstadt, die Technische Universität Kaiserslautern, die Universität Southampton und die Universität Turin. Das Helmholtz-Institut Mainz an dem die Preisträger*innen forschen, wird gemeinsam vom GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt und von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz getragen.

“Das Ziel unserer wissenschaftlichen Arbeit ist es, sowohl für den medizinischen Anwendungsbereich als auch für Forschungszwecke einfach herzustellende, sichere und langlebige hyperpolarisierte Moleküle zur Verfügung zu stellen“, sagt Dmitry Budker, Professor für Experimentelle Atomphysik am Exzellenzcluster PRISMA+ der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und Sektionsleiter am Helmholtz-Institut Mainz (HIM). „Unsere Methode stellt dabei einen großen Schritt und eine entscheidende Verbesserung dar. Erreichen konnten wir dies durch die fachbereichs- und länderübergreifende Zusammenarbeit. Wir sind sehr froh und stolz, dass unsere langjährige und intensive Forschungszusammenarbeit mit dem renommierten Erwin-Schrödinger-Preis ausgezeichnet wird.“

Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR, sagt: „Die beeindruckenden Ergebnisse dieses hervorragenden Forschungsteams zeigen anschaulich die übergeordnete Bedeutung enger weltweiter Vernetzung in der Wissenschaftsgemeinschaft. Das Helmholtz-Institut Mainz bietet den Forschenden in dieser besonderen Kooperation ein Umfeld, um Spitzenleistungen zu ermöglichen. Ich bin daher hocherfreut und stolz, dass diese großartige wissenschaftliche Leistung mit dem Erwin-Schrödinger-Preis geehrt wird, und übermittle allen beteiligten Forschenden meine Glückwünsche.“

„Die beeindruckende Forschungsarbeit dieses internationalen Gewinnerteams zeigt erneut, was Wissenschaft bewegen kann, wenn sie über Disziplinen hinweg und Landesgrenzen hinaus zusammenarbeitet“, sagt Otmar D. Wiestler, Präsident der Helmholtz-Gemeinschaft. „Die enorme Verstärkung der Magnetresonanzsignale stellt eine entscheidende Verbesserung für den medizinischen Anwendungsbereich dar. Ich gratuliere den Preisträgerinnen und Preisträgern sehr herzlich.“

„Dem international besetzten Forschungsteam ist es herausragend gelungen, Expertise aus den verschiedenen Bereichen der Naturwissenschaften erfolgreich zusammenzubringen“, sagt Michael Kaschke, Präsident des Stifterverbandes. „Mit diesem hochengagierten, interdisziplinären Ansatz konnte die Analytik in der Magnetresonanztomographie für Medizin und Forschung auf entscheidende Weise verbessert werden. Genau diese herausragenden Projekte wollen wir mit diesem Preis würdigen und sichtbar machen.“

Mit dem Erwin-Schrödinger-Preis würdigen Helmholtz und der Stifterverband gemeinsam herausragende wissenschaftliche Leistungen. Der Preis soll in besonderer Weise die interdisziplinäre Forschung honorieren, die in Grenzgebieten zwischen verschiedenen Fächern der Medizin, Natur- und Ingenieurwissenschaften erzielt worden sind und an denen Vertreter mindestens zweier Fachrichtungen mitgewirkt haben. (CP)

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Presse Aktuelles
news-5225 Thu, 10 Feb 2022 11:00:00 +0100 Erfolgreicher Start: Serienproduktion der SIS100 supraleitenden Quadrupoleinheiten und Quadrupolmodule hat begonnen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5225&cHash=660c743aba415684459c0b6f2c1fb3e4 Im großen Ringbeschleuniger SIS100, dem Herzstück des künftigen Beschleunigerzentrums FAIR, werden verschiedene einzigartige und maßgefertigte Magnete und ganze Magnetsysteme dafür sorgen, dass der Ionenstrahl präzise gelenkt und fokussiert wird. Die Serienproduktion einer entscheidenden Magnetgruppe, der Quadrupolmodule, hat vor kurzem begonnen. Im großen Ringbeschleuniger SIS100, dem Herzstück des künftigen Beschleunigerzentrums FAIR, werden verschiedene einzigartige und maßgefertigte Magnete und ganze Magnetsysteme dafür sorgen, dass der Ionenstrahl präzise gelenkt und fokussiert wird. Die Serienproduktion einer entscheidenden Magnetgruppe, der Quadrupolmodule, hat vor kurzem begonnen.

Neben den supraleitenden Dipolmodulen gehören die supraleitenden Quadrupolmodule zu den wichtigsten Komponenten des SIS100. Während es bei den Dipolmodulen nur zwei unterschiedliche Typen gibt, umfasst die Serie der Quadrupolmodule elf verschiedene Typen. Davon weisen zwei Module, für die Bereiche Injektion und Extraktion, eine besonders anspruchsvolle mechanische Konstruktion auf. Die Serienproduktion und das Kalttesten der 110 Dipolmodule konnten 2021 erfolgreich abgeschlossen werden, für die Quadrupolmodule hat sie nun begonnen.

Wesentliche Komponenten der sehr komplexen Quadrupolmodule sind die supraleitenden Quadrupoleinheiten. Jedes Modul beinhaltet zwei Quadrupoleinheiten. Diese wiederum enthalten neben den zur Strahlfokussierung benötigten Quadrupolmagneten in unterschiedlichen Konfigurationen auch noch supraleitende Korrekturmagnete, beispielsweise die für die Bahnkorrektur erforderlichen „Steerer“-Magnete oder Sextupolmagnete zur Korrektur der Chromatizität, also der Fokussierunterschiede durch die Energieverteilung der Teilchen im Strahl. Ergänzt werden diese Korrekturmagnete um weitere, an den Bogenenden platzierte, supraleitende Magnete.

Alle supraleitenden Fokussier- und Korrekturmagnete werden als russischer Inkind-Beitrag am Joint Institute for Nuclear Research (JINR) im russischen Dubna gefertigt. Die Entwicklung der Magnettechnologie wurde in der Projektvorlaufphase gemeinsamen durch GSI und JINR durchgeführt. Während in den Quadrupolmagneten wie auch in den Dipolmagneten das weiterentwickelte Nuklotronkabel zum Einsatz kommt, musste für die Korrekturmagnete ein neues, spezielles supraleitendes Kabel mit isolierten Strängen entwickelt werden. Das Design der verschiedenen Quadrupoleinheiten wird, aufbauend auf der gemeinsamen Entwicklung, durch das GSI-Konstruktionsbüro ausgeführt.

Alle Quadrupoleinheiten werden in Dubna sowohl im warmen als auch im kalten Zustand getestet. Für den Kalttest bei 4 Kelvin (das entspricht 4 Grad Celsius über dem absoluten Nullpunkt bei rund -273 Grad) wurde zuvor im Rahmen einer Kollaborationsvereinbarung eine sechs Testbänke umfassende Kryo-Testeinrichtung aufgebaut. Diese wird sowohl zum Testen der supraleitenden Magnete des künftigen, bei GSI in Darmstadt entstehenden Beschleunigerzentrums FAIR als auch der Beschleunigeranlage NICA, die derzeit in Dubna beim JINR errichtet wird, eingesetzt.

Alle in Dubna gefertigten Quadrupoleinheiten werden nach umfangreichen Abnahmetests an die Firma Bilfinger Noell in Würzburg versandt, die mit der Integration der Quadrupolmodule beauftragt wurde. Neben den Quadrupoleinheiten aus Dubna stellt GSI zahlreiche weitere kryogene Komponenten zur Integration bereit, beispielsweise Strahlpositionsmonitore, Ionenfänger und dünnwandige Quadrupol-Kammern und vieles andere mehr. Die Fertigung dieser Komponenten wurde zuvor von GSI bei verschiedenen Unternehmen beauftragt. Wichtigste Aufgabe dabei ist die zeitliche Synchronisierung aller Aktivitäten, wegen der technischen Komplexität der Gewerke eine besondere Herausforderung.

Parallel dazu wurde mit dem italienischen nationalen Kernphysikinstitut (INFN, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) über die Verwendung der supraleitenden Testeinrichtung in Salerno für das SIS100 Projekt verhandelt und eine Kollaborationsvereinbarung unterzeichnet. An der Testeinrichtung wird die Serie der bei Bilfinger Noell integrierten SIS100-Quadrupolmodule getestet.

Nach erfolgreicher Implementierung der hohen Qualitätsstandards und Qualitätssicherungsstandards am JINR gelang der erfolgreiche Start der Serienfertigung am JINR und der Serienintegration bei Bilfinger Noell. 26 Quadrupoleinheiten konnten im Jahr 2021 am JINR gefertigt und getestet und Bilfinger Noell zur Integration bereitgestellt werden. Zeitgleich wurde bei Bilfinger Noell die Integration der Module parallelisiert. GSI wird das Kalttesten der Serienmodule in Salerno durch das Testen von zirka 20 integrierten Quadrupolmodulen an der „Serien Test Facility“ (STF) auf dem Campus in Darmstadt begleiten. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-5223 Tue, 08 Feb 2022 08:00:00 +0100 ERC Starting Grant für CRYRING-Forschung geht an Dr. Carlo Bruno https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5223&cHash=70f75cce0df7708f4aee46687495a1c5 Ein weiterer ERC Grant wurde für Forschungsarbeiten vergeben, die eng mit FAIR und GSI verbunden sind. Dr. Carlo Bruno, Chancellor's Fellow an der Universität Edinburgh (UK), ist einer von 397 Forschenden in ganz Europa, die in diesem Jahr einen so genannten ERC Starting Grant erhalten. Sein Projekt "Elements in the Lives and Deaths of stARs (dt. Elemente im Leben und Sterben von Sternen, ELDAR)" untersucht, wie Sterne neue Elemente synthetisieren ... Ein weiterer ERC Grant wurde für Forschungsarbeiten vergeben, die eng mit FAIR und GSI verbunden sind. Dr. Carlo Bruno, Chancellor's Fellow an der Universität Edinburgh (UK), ist einer von 397 Forschenden in ganz Europa, die in diesem Jahr einen so genannten ERC Starting Grant erhalten. Sein Projekt "Elements in the Lives and Deaths of stARs (dt. Elemente im Leben und Sterben von Sternen, ELDAR)" untersucht, wie Sterne neue Elemente synthetisieren und wie diese Elemente in unserer Galaxie verbreitet werden. Erste Experimente im Rahmen von ELDAR wurden bereits an der GSI/FAIR-Forschungsanlage genehmigt.

Kernreaktionen, die im Inneren von Sternen ablaufen, spielen eine zentrale Rolle bei deren Entwicklung. Die Messung dieser Reaktionen in Labors hier auf der Erde ist notwendig, um grundlegende Fragen über den Ursprung der Elemente zu beantworten, aus denen unser Universum besteht. Im Rahmen des ELDAR-Projekts werden an zwei weltweit führenden europäischen Laboratorien, FAIR (Deutschland) und Gran Sasso (Italien), neue Ansätze für den Nachweis geladener Teilchen entwickelt und neue Verbindungen zwischen führenden europäischen Wissenschaftsgemeinschaften geschaffen, die unterschiedliche Methoden zur Untersuchung von in der Natur eng miteinander verbundenen stellaren Szenarien anwenden.

Bei FAIR wird ELDAR einen neuartigen und weltweit einzigartigen Ansatz verfolgen, bei dem Reaktionen untersucht werden, die durch stabile und radioaktive Strahlen im neu in Betrieb genommenen Schwerionenspeicherring CRYRING@ESR ausgelöst werden, wobei der kürzlich installierte CARME-Detektoraufbau zum Einsatz kommt. Während der neue FAIR-Beschleuniger derzeit noch errichtet wird, ist CRYRING@ESR bereits an der bestehenden GSI-Beschleunigeranlage in Betrieb und wird im laufenden Experimentierprogramm FAIR-Phase 0 eingesetzt. Die Messung von Reaktionen, an denen radioaktive Kerne beteiligt sind, ist entscheidend für die Modellierung und das Verständnis der Fülle neuer astronomischer Daten von Sternexplosionen. ELDAR wird CRYRING@ESR nutzen, um wichtige Kernreaktionen zu untersuchen, die in stellaren Szenarien vom Urknall bis zu Supernovaexplosionen eine wichtige Rolle spielen.

Bei den niedrigen Temperaturen des langsamen Sternbrennens sind die Kernreaktionsraten zu gering, um über dem natürlichen radioaktiven Hintergrund auf der Erde nachgewiesen zu werden. Der LUNA-Beschleuniger, der sich unterirdisch in Gran Sasso befindet, ist die weltweit führende Einrichtung zur Untersuchung von Reaktionen, die die langsame Sternentwicklung antreiben. ELDAR wird einen neuen Aufbau zur Untersuchung von Reaktionen mit geladenen Teilchen an LUNA errichten und damit die Möglichkeiten dieser Spitzeneinrichtung voll ausschöpfen, um ein zentrales Thema bei Kugelsternhaufen zu untersuchen.

ERC Starting Grants für Nachwuchsforschende unterstützen herausragende Forscher in einem frühen Karrierestadium, die vielversprechend sind und einen ausgezeichneten Forschungsvorschlag im Rahmen des EU-Forschungs- und Innovationsprogramms „Horizon Europe“ vorlegen. Die Zuschüsse in Höhe von durchschnittlich 1,5 Millionen Euro helfen ambitionierten Forschern, ihre eigenen Projekte zu starten, ihre Teams aus Postdoktorand*innen und Promovierenden zusammenzustellen und ihre Forschungsideen zu verfolgen. Forschende von oder eng verbunden mit GSI und FAIR waren in den letzten Jahren sehr erfolgreich bei der Vergabe von ERC Starting oder Advanced Grants. (CP)

Weitere Informationen:
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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5221 Wed, 02 Feb 2022 11:21:40 +0100 Langzeit-Drohnenvideo: 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=5221&cHash=146a138efbd102c8b127ad502da908c4 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 vier Jahre auf der Baustelle der internationalen Teilchenbeschleunigeranlage besonders greifbar werden. 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 vier Jahre auf der Baustelle der internationalen Teilchenbeschleunigeranlage besonders greifbar werden.

Mit einer ausgefeilten und noch nicht weit verbreiteten Filmtechnik wurde ein Zeitraffer-Video aus der Luft erstellt, das die Entwicklung der letzten vier Jahren zeigt: Für diesen sogenannten „Longterm Dronelapse“ wurden mit einer Drohne regelmäßig die gleichen Routen über die riesige Baustelle geflogen. Die dabei im Laufe von vier Jahren gefilmten bewegten Zeitraffervideos wurden nun in einem einzigen Video kombiniert. Sie können dank GPS-Unterstützung exakt überlagert werden, sodass die Fortschritte der Bauaktivitäten besonders deutlich werden. 

Der letztjährige Longterm Dronelapse, der die Entwicklung der Jahre 2018 bis 2020 zeigt, wurde vom World Media Festival mit dem "Intermedia-globe SILVER Award" ausgezeichnet. Die Jury des “WorldMediaFestivals | Television & Corporate Media Awards” bewertete das Video als herausragenden Beitrag in der Kategorie „Public Relations/Research and Science“ und verlieh hierfür den "Intermedia-globe SILVER Award". (LW)

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Video: FAIR-Baustelle im Zeitraffer - Longterm Dronelapse
News zum Intermedia-globe SILVER Award

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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5219 Tue, 01 Feb 2022 10:12:02 +0100 Landtagsabgeordneter Oliver Stirböck 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=5219&cHash=76a579c00a3c2efed501c4dd16fe5d8e Der hessische Landtagsabgeordnete Oliver Stirböck war vor Kurzem zu Besuch bei GSI und FAIR. Ein Schwerpunktthema war das energieeffiziente Höchstleistungsrechenzentrum Green IT Cube. Empfangen wurde er von Professor Paolo Giubellino, dem Wissenschaftlichen Geschäftsführer von GSI und FAIR, Dr. Ulrich Breuer, dem Administrativen Geschäftsführer GSI und FAIR, Jörg Blaurock, dem Technische Geschäftsführer von GSI und FAIR, sowie Dr. Helmut Kreiser, Gruppenleiter DataCenter/Green IT Cube und Carola Pomplun v Der hessische Landtagsabgeordnete Oliver Stirböck war vor Kurzem zu Besuch bei GSI und FAIR. Ein Schwerpunktthema war das energieeffiziente Höchstleistungsrechenzentrum Green IT Cube. Empfangen wurde er von Professor Paolo Giubellino, dem Wissenschaftlichen Geschäftsführer von GSI und FAIR, Dr. Ulrich Breuer, dem Administrativen Geschäftsführer GSI und FAIR, Jörg Blaurock, dem Technische Geschäftsführer von GSI und FAIR, sowie Dr. Helmut Kreiser, Gruppenleiter DataCenter/Green IT Cube und Carola Pomplun von der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit bei GSI und FAIR.

Nach einführenden Informationen über den Stand des FAIR-Bauprojektes, die Campus-Entwicklung, die bisherigen Forschungserfolge und aktuellen Experimente erhielt der FDP-Politiker, der von Patrick Schütz, Mitarbeiter seines Wahlkreisbüros, begleitet wurde, Einblicke in die Forschungseinrichtungen bei GSI/FAIR und die FAIR-Bauaktivitäten. Oliver Stirböck ist Sprecher seiner Fraktion für Digitalisierung, für Europapolitik und für den Finanzplatz Frankfurt.

Die nachhaltige Digitalisierung war auch ein zentrales Thema des Besuchs. Die Gäste informierten sich bei einer Führung durch den Green IT Cube umfassend über das Höchstleistungsrechenzentrum und seine Infrastruktur. Der energieeffiziente 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. Der Energieaufwand für die Kühlung entspricht dadurch 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. Der Green IT Cube hat bereits zahlreiche Auszeichnungen erhalten, unter anderem den Blauen Engel, das Umweltzeichen der Bundesregierung.

Nach der Besichtigung des Green IT Cube hatten die Gäste noch Gelegenheit, sich über das Großexperiment HADES und den aktuellen Stand des FAIR-Bauprojekt zu informieren. Die Fortschritte auf dem Baufeld konnten sie direkt in Augenschein nehmen und von der Aussichtsplattform einen Blick auf das 20 Hektar großen FAIR-Baufeld werfen mit dem im Rohbau fertiggestellten Ringtunnel des großen Beschleunigerrings SIS100, dem Herzstück der künftigen Beschleunigeranlage. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-5217 Wed, 26 Jan 2022 09:00:00 +0100 Verstärktes Signal und extrem empfindlich: Leichten Dunkle-Materie-Teilchen auf der Spur https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5217&cHash=160652619456075f74efdd2acb63e700 Ein internationales Team von Forschenden unter Beteiligung des Exzellenzclusters PRISMA+ der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und des Helmholtz-Instituts Mainz (HIM) hat eine Labor-Methode zur Suche nach extrem leichten sogenannten „Axion-like Particles (ALP)“, die als mögliche Kandidaten für die schwer zu erfassende Dunkle Materie gelten, erfolgreich weiterentwickelt. Prinzipiell nutzen die Forschenden in ihren Experimenten Techniken der kernmagnetischen Resonanz: Durch einen neuen Aufbau konnte Diese Mitteilung basiert auf einer Pressemitteilung der Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Ein internationales Team von Forschenden unter Beteiligung des Exzellenzclusters PRISMA+ der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und des Helmholtz-Instituts Mainz (HIM) hat eine Labor-Methode zur Suche nach extrem leichten sogenannten „Axion-like Particles (ALP)“, die als mögliche Kandidaten für die schwer zu erfassende Dunkle Materie gelten, erfolgreich weiterentwickelt. Prinzipiell nutzen die Forschenden in ihren Experimenten Techniken der kernmagnetischen Resonanz: Durch einen neuen Aufbau konnten sie nun die Empfindlichkeit um fünf Größenordnungen gegenüber früheren Experimenten steigern, wie sie in ihrem Artikel in „Nature Physics“, einer führenden Zeitschrift in diesem Bereich, zeigen.

Noch ist über die genaue Natur der Dunklen Materie wenig bekannt. Als vielversprechende Kandidaten gelten heute extrem leichte bosonische Teilchen, etwa die sogenannten Axionen, Axion-like Particles und auch Dunkle Photonen. Diese können als klassisches Feld angesehen werden, das mit einer bestimmten Frequenz oszilliert. Wie groß diese Frequenz – und demzufolge die Masse der Teilchen – ist, ist bisher nicht bekannt. Deshalb durchsuchen die Forschenden mit ihren Experimenten systematisch unterschiedliche Frequenzbereiche nach Hinweisen auf Dunkle Materie. "Dabei gibt es noch viel zu tun, denn einen großen Massebereich, der für ALPs in Frage kommt, haben wir noch nicht überprüft", sagt Prof. Dr. Dmitry Budker, Forschungsleiter bei PRISMA+ und Bereichsleiter am HIM, einer institutionellen Kooperation der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt. "Dabei setzen wir weiter auf das Prinzip der Kernspinresonanz, also die Tatsache, dass Kernspins auf Magnetfelder reagieren, die mit einer bestimmten Resonanzfrequenz schwingen. Die Stärke dieses Resonanzsignals bestimmen wir mit einem empfindlichen Magnetometer."

Die Grundannahme der Experimente: Auch ein Dunkle-Materie-Feld beeinflusst die Kernspins eines Sensors in dieser Weise. Während sich die Erde durch dieses Feld bewegt, verhalten sich die Kernspins im Sensor genau wie in einem oszillierenden magnetischen Feld. Das Ergebnis ist ein durch Dunkle Materie hervorgerufenes Kernspin-Signal.

Als Sensor nutzen die Mainzer Forschenden und ihre Kolleg*innen der University of Science and Technology of China (USTC) das Edelgas Xenon, genauer gesagt das Isotop Xenon-129. Das Magnetometer, welches potentielle Signale misst, basiert auf dem Element Rubidium. Dabei gibt es vor allem zwei Besonderheiten: "Wir bauen das Experiment so auf, dass die Xenon-Atome ein oszillierendes Feld zunächst verstärken: So würde der Effekt, den ein potentielles ALP Feld auslöst, um einen Faktor 100 größer sein", beschreibt Co-Autor Antoine Garcon, Doktorand am HIM. "Zudem befindet sich unser Magnetometer – also die Ausleseeinheit – in der gleichen Zelle wie das Sensorgas Xenon. Der stärkere Kontakt zwischen beiden erhöht neben dem stärkeren Signal zusätzlich die Empfindlichkeit der Messung."

"Dies ist mehr oder weniger das gleiche Prinzip, das unserem 'Cosmic Axion Spin Precession Experiment'-Forschungsprogramm – kurz CASPEr – zugrunde liegt, einer Zusammenarbeit zwischen PRISMA+/HIM und der Boston University in den USA. Die Details der technischen Umsetzung sind jedoch recht unterschiedlich", ordnet Dmitry Budker ein.

In der aktuellen Arbeit zeigten die Kooperationspartner zunächst, dass ihre Idee grundsätzlich funktioniert: Sie legen ein schwaches oszillierendes Magnetfeld an, um ein ALP Feld zu simulieren und können damit die vorhergesagten Signale exakt nachweisen. Im nächsten Schritt bestimmen sie die Empfindlichkeit ihres Versuchsaufbaus: Im Ergebnis ist diese um fünf Größenordnungen besser als bei früheren Experimenten.

Nach erfolgreichem Proof-of-Principle starteten die Forschenden erste Messreihen, um nach Dunkler Materie zu suchen. Dabei konnten sie den Massebereich von wenigen Femtoelektronenvolt (feV) bis beinahe 800 feV absuchen. Zwar konnten sie in diesem Bereich bisher kein ALP-Signal finden, aber durch die viel höhere Empfindlichkeit ist es gelungen neue und strenge Grenzen im Hinblick auf die Stärke der ALP-Wechselwirkung mit normaler Materie zu formulieren. Zudem konnten sie den Suchbereich im Vergleich zu den früheren CASPEr-Experimenten um eine Größenordnung hin zu höheren Massen erweitern – und so nach dem Ausschlussverfahren den Suchbereich für ALPs noch weiter einschränken. Auch für die Suche nach Dunklen Photonen konnte der Aufbau genutzt werden. Und auch hier ist es dem Team der Forschenden gelungen, entsprechende Grenzen festzusetzen. Durch längere Messzeiten könnte die Empfindlichkeit ihrer Methode noch weiter verbessert werden, wie die Forschenden in Nature Physics erklären.

Einen sehr ähnlichen Versuchsaufbau beschreibt eine weitere kürzlich in Science Advances erschienene Arbeit. Auch hier ist Dmitry Budker beteiligt: "Wir verwenden im Wesentlichen denselben Spin-Verstärker, allerdings zu einem anderen Zweck. Statt nach dem Dunkle-Materie-Feld suchen wir nach einer möglichen exotischen Wechselwirkung zwischen einer Massenquelle und Kernspins – sozusagen einer 'fünften Kraft'. Die exotischen Wechselwirkungen würden durch die Existenz 'neuer' Teilchen entstehen, die wiederum eine Verbindung zu Dunkler Materie haben könnten." Auf der Suche nach neuer Physik jenseits des Standardmodells bietet die neue Methode jedenfalls spannende neue Ansätze und Perspektiven. (JGU/BP)

Weitere Informationen

Link zur wissenschaftlichen Veröffentlichung in Nature Physics (Englisch)

Link zur Arbeitsgruppe von Professor Budker (Englisch)

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Aktuelles FAIR
news-5214 Thu, 20 Jan 2022 08:00:00 +0100 Dr. Daria Kostyleva erhält FAIR-GSI PhD Award 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=5214&cHash=df26469af707bde7f1ad778086aa776e Mit dem FAIR-GSI PhD Award 2021 wurde Dr. Daria Kostyleva ausgezeichnet. Der Preis wurde vor Kurzem im Rahmen eines virtuellen Kolloquiums durch Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von FAIR und GSI, und Daniel Sälzer, Geschäftsführer der Pfeiffer Vacuum GmbH, verliehen. Der jährlich ausgelobte Preis wird von Pfeiffer Vacuum gestiftet und ist mit 1000 Euro dotiert. Mit dem FAIR-GSI PhD Award 2021 wurde Dr. Daria Kostyleva ausgezeichnet. Der Preis wurde vor Kurzem im Rahmen eines virtuellen Kolloquiums durch Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von FAIR und GSI, und Daniel Sälzer, Geschäftsführer der Pfeiffer Vacuum GmbH, verliehen. Der jährlich ausgelobte Preis wird von Pfeiffer Vacuum gestiftet und ist mit 1000 Euro dotiert.

In ihrer Promotionsarbeit, die sie an der Justus-Liebig-Universität Gießen in der Arbeitsgruppe von Professor Christoph Scheidenberger anfertigte, hat Dr. Daria Kostyleva eine neuartige Experimentiermethode verwendet, die es erlaubt, Atomkerne an den Grenzen der Stabilität zu untersuchen und ihre innere Struktur sowie einige ihrer charakteristischen Eigenschaften wie Lebensdauer, Grundzustand und angeregte Niveaus zu studieren. Dazu wurden am Fragmentseparator FRS bei GSI aus einem relativistischen Schwerionenstrahl mittels Kernreaktionen sehr neutronenarme Argon-, Kalium- und Chlor-Isotope erzeugt, die extrem kurzlebig sind: einige von ihnen haben Lebensdauern von nur 10-12 Sekunden (das ist der billionste Teil einer Sekunde) oder sogar noch weniger.

Aufgrund der kurzen Lebensdauer zerfallen diese Atomkerne im Flug und emittieren dabei ein, zwei oder drei Protonen, wobei sie eine stabilere, langlebigere Konfiguration annehmen. Die Protonen können mit einer speziellen Detektoranordnung nachgewiesen werden, an deren Entwicklung Dr. Kostyleva beteiligt war. Erstmalig wurde mit dieser Experimentiermethode der Drei-Protonen-Zerfall eines Atomkerns nachgewiesen: an 31K, einem Kalium-Atom mit der Massenzahl 31, bestehend aus 19 Protonen und nur zwölf Neutronen. Ebenfalls zum ersten Mal gelang die Detektion einiger bis dahin unbekannter Isotope: 28Cl, 30Cl, 29Ar und des bereits genannten Nuklids 31K. Für andere Nuklide wurde die Zwei-Protonen-Radioaktivität beobachtet, ein besonderer Zerfallsmechanismus, der Anfang der 2000er Jahre bei GSI entdeckt worden ist. Für einige der untersuchten Kerne konnte sogar ein Niveauschema abgeleitet, also die innere Struktur, die sich unter diesen extremen Verhältnissen ausbildet, beschrieben werden.

Auch Halbwertszeiten, Bindungsenergien und eine Fülle von weiteren Informationen konnten in einem einzigen Experiment ermittelt werden. Diese Erkenntnisse sind besonders bemerkenswert, da die Experimente von Dr. Kostyleva bisher am weitesten über die sogenannte Protonen-Abbruchkante hinausreichen. Damit gewähren sie einen ersten Einblick in Bereiche jenseits der Kernstabilität und in neuartige Phänomene mit dem Potenzial, die bisherige Sicht auf die Struktur von Atomkernen zu verändern. Die Experimente eröffnen die Perspektive auf weitere Erkenntnisse über den Übergang von der ordnenden Wirkung der Kernkräfte in Atomkernen zu einem strukturlosen Gemenge von Nukleonen an der Abbruchkante. Auch der supraleitende Fragmentseparator (Super-FRS), der momentan an der internationalen FAIR-Anlage errichtet wird, wird hierzu tiefere Einblicke ermöglichen.

Der FAIR-GSI PhD Award wird jährlich für eine hervorragende 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. Mit dem Sponsor des Preises, 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. (CP)

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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5211 Tue, 11 Jan 2022 10:00:00 +0100 FAIR Day Slowenien: Jožef-Stefan-Institut organisiert virtuelle Veranstaltung unter dem Motto “Academia meets Business” https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5211&cHash=65329dbeeec7c1fabdedae785a352662 Vor kurzem nahmen Vertreter von GSI/FAIR an dem virtuellen "FAIR Day Slowenien“ des Jožef-Stefan-Instituts teil. „Academia meets Business" lautete das Motto des Workshops. Ziel des Treffens war es, Forschende, technische Expert*innen, Industriepartner und die Förderorganisation zusammenzubringen. Ziel war es auch, den Fortschritt der Bauarbeiten und die Erfolge des FAIR-Programms FAIR-Phase 0 zu erläutern, sowie über die Beteiligung Sloweniens an FAIR in allen Bereichen (Wissenschaft, Technik und Humanressourcen) und über die künftigen Arbeitspläne zu informieren. Beim Workshop "Academia meets Business" unterzeichneten außerdem das Jožef-Stefan-Institut und die Universität Ljubljana eine GET_INvolved-Partnerschaftsvereinbarung mit GSI/FAIR, die mehr Möglichkeiten für eine Ausbildung künftiger Wissenschaftler*innen und Ingenieur*innen bietet.

Der Ehrengast Dr. Tomaž Boh, Generaldirektor der Direktion Wissenschaft, Ministerium für Bildung, Wissenschaft und Sport, Republik Slowenien, begrüßte alle Teilnehmenden des Workshops. Professor Boštjan Zalar, Direktor des Jožef-Stefan-Instituts, hielt eine Willkommensrede. Dr. Albin Kralj vom Ministerium für Bildung, Wissenschaft und Sport, Republik Slowenien, begrüßte die Teilnehmenden. Der Wissenschaftliche Geschäftsführer von GSI und FAIR, Professor Paolo Giubellino und der Technische Geschäftsführer von GSI und FAIR, Jörg Blaurock, informierten die Workshop-Teilnehmenden zu Beginn der Informationsveranstaltung über die wissenschaftlichen Ziele, den aktuellen Stand und die jüngsten Fortschritte des FAIR-Projekts. Dr. Jürgen Gerl von der NUSTAR-Kollaboration, eine der vier Experimentiersäulen von FAIR, und Dr. Jelena Vesić vom Jožef-Stefan-Institut präsentierten den slowenischen Beitrag zu den NUSTAR-Experimenten.

Neben dem Jožef-Stefan-Institut (JSI) waren an der Veranstaltung auch Vertretende des Ministeriums für Bildung, Wissenschaft und Sport und von „Tehnodrom d.o.o.“ mit den führenden Unternehmen Cosylab und Instrumentation Technologies beteiligt, da FAIR eine wichtige Rolle für das Wachstum der High-Tech-Industrie spielen wird. Janko Bugar, CGO & Senior Business Development Manager/Cosylab, und Elvis Janežič, CEO/Instrumentation Technologies, stellten alle Aktivitäten und Beiträge des Tehnodrom-Konsortiums slowenischer Unternehmen vor, die am FAIR-Projekt teilnehmen. Der Workshop ermöglichte den Austausch wertvoller Informationen über den aktuellen Stand der Aktivitäten auf dem GSI/FAIR-Campus und beleuchtete wissenschaftliche und technische Entwicklungen auf slowenischer Seite.

Bei der Veranstaltung wurde auch hervorgehoben, dass FAIR neben der Förderung der wissenschaftlichen Forschung auch von Bedeutung beim Wachstum der High-Tech-Industrie in Slowenien ist. So entwickeln und bauen viele slowenische Hightech-Unternehmen technologischer Anlagen über das Konsortium Tehnodrom. Die führenden Partner des Konsortiums Tehnodrom sind Cosylab und Instrumentation Technologies. Die Teilnahme am FAIR-Projekt eröffnet slowenischen Wissenschaftler*innen außergewöhnliche Forschungsmöglichkeiten und damit auch außergewöhnliche Möglichkeiten der Zusammenarbeit mit der slowenischen Wirtschaft zur Entwicklung neuer Technologien und anderer Produkte mit hohem Zusatznutzen. (BP)

Weitere Informationen

Für weitere Informationen über das GET_INvolved-Programm können sich Interessierte an die jeweiligen Koordinierenden wenden: Dr. Pradeep Ghosh (GSI und FAIR, Pradeep.Ghosh@fair-center.eu), Dr. Jelena Vesić (Jožef-Stefan-Institut, Jelena.Vesic@ijs.si) und Prof. Dr. Simon Širca (Universität von Ljubljana, Simon.Sirca@fmf.uni-lj.si).

Über das Jožef-Stefan-Institut

Das Jožef-Stefan-Institut ist das führende wissenschaftliche Forschungsinstitut Sloweniens und deckt ein breites Spektrum an Grundlagen- und angewandter Forschung ab. Naturwissenschaften, Biowissenschaften und Ingenieurwesen gehören zu den Spezialgebieten des Teams von rund 1000 Mitarbeitenden. Produktions- und Steuerungstechnologien, Kommunikations- und Computertechnologien, Wissenstechnologien, Biotechnologien, neue Materialien, Umwelttechnologien, Nanotechnologie und Nukleartechnik gehören zu den behandelten Themen. Ziel des Jožef-Stefan-Instituts ist es, Wissen an den Grenzen von Naturwissenschaft und Technik zum Nutzen der Gesellschaft zu sammeln und zu verbreiten, indem es Bildung, Lernen, Forschung und High-Tech-Entwicklung auf höchstem Niveau betreibt.

Über die Universität von Ljubljana

Die Universität von Ljubljana ist die älteste und größte Hochschul- und Forschungseinrichtung in Slowenien. Die Universität, die auf eine lange Geschichte zurückblicken kann, wurde im Jahr 1919 gegründet. Sie ist die größte und wichtigste Bildungseinrichtung Sloweniens. Mit 30 Prozent aller registrierten Forschenden ist sie eine der größten Forschungseinrichtungen Sloweniens. An 23 Fakultäten und drei Kunstakademien studieren mehr als 37 000 Studierende im Grundstudium und im Aufbaustudium, und sie beschäftigt rund 6000 Hochschullehrende, Forschende, Assistierende und Verwaltungsangestellte.

Über das GET_INvolved-Programm

Das GET_INvolved-Programm bietet internationalen Studierenden und Nachwuchswissenschaftler*innen aus Partnereinrichtungen die Möglichkeit, Praktika, Traineeships und Forschungserfahrungen im Anfangsstadium zu sammeln, um sich in das internationale FAIR-Beschleunigerprojekt einzubringen und gleichzeitig eine wissenschaftliche und technische Ausbildung zu erhalten.

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Aktuelles FAIR
news-5207 Wed, 22 Dec 2021 07:19:00 +0100 Unsichtbares sichtbar machen – Vortragsreihe „Wissenschaft für Alle“ von GSI und FAIR bleibt auch in 2022 vorerst online https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5207&cHash=62efbf158fb8b3a6beb28f21a25dac45 Das neue Vortragsprogramm der Reihe „Wissenschaft für Alle“ von GSI und FAIR für das erste Halbjahr 2022 hat es sich zum Motto gemacht, das Unsichtbare sichtbar zu machen. Dabei geht es sowohl um die kleinen und großen Zusammenhänge in Mikroskopie und Weltall, als auch um Möglichkeiten, Informationen wahrnehmbar und greifbar zu machen. Die Reihe wird bis auf Weiteres im Online-Format fortgesetzt, Interessierte können sich mit einem internetfähigen Gerät wie beispielsweise einem Laptop, Mobiltelefon ... Das neue Vortragsprogramm der Reihe „Wissenschaft für Alle“ von GSI und FAIR für das erste Halbjahr 2022 hat es sich zum Motto gemacht, das Unsichtbare sichtbar zu machen. Dabei geht es sowohl um die kleinen und großen Zusammenhänge in Mikroskopie und Weltall, als auch um Möglichkeiten, Informationen wahrnehmbar und greifbar zu machen. Die Reihe wird bis auf Weiteres im Online-Format fortgesetzt, Interessierte können sich mit einem internetfähigen Gerät wie beispielsweise einem Laptop, Mobiltelefon oder Tablet über einen Einwahllink in die Videokonferenzveranstaltungen zuschalten. Das Programm beginnt am Mittwoch, dem 19. Januar 2022, mit dem Vortrag „Gestaltet, was Euch gestaltet! Oder: Für mein Gehirn bin ich selbst verantwortlich.“ von Dr. Konrad Lehmann, in dem er die Prozesse in unserem Gehirn erkennbar machen will.

Wieso bin ich der, der ich bin? Ist meine Persönlichkeit genetisch bestimmt? Ist mit der Zeugung mein Schicksal festgelegt? Oder habe ich eine Chance, mich aktiv und selbstständig zu verändern? Ja, sagen heute die systemische Neurobiologie und Psychologie: In allen Lebensstadien beeinflusst die Umwelt das Gehirn und damit die Entwicklung und Ausprägung unserer Persönlichkeit. Ob wir in einer vielfältigen und grünen oder in einer reizlosen Umgebung aufwachsen und leben, ob wir sozial geborgen oder entwurzelt sind, ja sogar subtile Einflüsse wie Licht und Geburtsmonat beeinflussen Gehirn und Persönlichkeit messbar und teils erheblich.

In seinem Vortrag zeigt Dr. Konrad Lehmann auf, dass Sie Herr*in Ihrer selbst sind, und wie Sie durch Veränderung der Umwelt das eigene Leben immer wieder neu in die Hand nehmen können. Wir haben die Möglichkeit, durch unsere Umwelt uns selbst zu verändern. Wir sind frei in unseren Entscheidungen und unserer Persönlichkeit und daher für unser Gehirn selbst verantwortlich. Das moderne Verständnis vom Gehirn vereint Freiheit, Offenheit und Verantwortung. Diese Idee nennt Lehmann „Neuro-Humanismus“, und setzt sie gegen die Lehre von der Fremdbestimmtheit des Menschen.

Dr. Konrad Lehmann bezeichnet sich selbst als „Hirnvermittler“, er belehrt sozusagen Gehirne über das Gehirn. Er studierte an der Universität Bielefeld Biologie und wurde mit einer Arbeit als Neurobiologe promoviert. Seit 2006 forschte er an der Friedrich-Schiller-Universität Jena über die Anpassungsfähigkeit und Lernmechanismen des Gehirns und habilitierte sich dort im Jahr 2011. Seit September 2019 ist er bei GSI/FAIR als Labormanager in der Abteilung Biophysik tätig. Seine Forschung dreht sich im weiten Sinne darum, wie sich das Gehirn von Säugetieren an unterschiedliche Umweltbedingungen anpasst. Neben einer Vielzahl wissenschaftlicher Publikationen hat er zur Thematik bereits mehrere Bücher verfasst.

Weitere Vorträge im Laufe des Halbjahrs haben beispielsweise Phänomene des Weltalls zum Thema, die sich unserer direkten Wahrnehmung entziehen: schwarze Löcher und dunkle Materie. Auch darum, Winziges über Mikroskopie oder radioaktive Strahlung überhaupt sichtbar zu machen, wird es in zwei Beiträgen gehen. Mit der Verarbeitung von Daten beschäftigen sich schließlich zwei Vorträge zum maschinellen Lernen in der Biomedizin und zur Computervisualisierung.

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)

Aktuelles Programm:

  • Mittwoch, 19.01.2022, 14 Uhr
    Gestaltet, was Euch gestaltet! Oder: Für mein Gehirn bin ich selbst verantwortlich.
    Konrad Lehmann, GSI/FAIR
     
  • Mittwoch, 16.02.2022, 14 Uhr
    Schwarze Löcher und wie sie zu sehen sind
    Christoph Schürmann, Universität Bonn
     
  • Mittwoch, 16.03.2022, 14 Uhr
    Machine Learning in der Biomedizin – Beispiele und Perspektiven
    Fabian Theis, Helmholtz Zentrum München
     
  • Mittwoch, 27.04.2022, 14 Uhr
    Neue Entwicklungen zu Nachweis und Sichtbarmachung von radioaktiver Strahlung
    Kai Vetter, University of California Berkeley/Lawrence Berkeley National Laboratory
     
  • Mittwoch, 25.05.2022, 14 Uhr
    Ein Bild sagt mehr als 1000 Daten – Wie Computervisualisierung unser Leben leichter machen kann
    Pascal Bormann, Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung, Darmstadt
     
  • Mittwoch, 15.06.2022, 14 Uhr
    Das Rätsel der Dunklen Materie: Dem unsichtbaren Universum auf der Spur
    Kathrin Valerius, Karlsruher Institut für Technologie KIT
     
  • Mittwoch, 20.07.2022, 14 Uhr
    Ich sehe was, was du nicht siehst – Mikroskopie in der Strahlenbiologie
    Burkhard Jakob, GSI/FAIR
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FAIR News (DEU) Presse Aktuelles
news-5202 Wed, 15 Dec 2021 09:00:00 +0100 Giuliano Franchetti wird Fellow der American Physical Society (APS) https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5202&cHash=e989fc629abb9df2cdf73b9bc3e0434b Dr. Giuliano Franchetti ist von der American Physical Society (APS) zum „Fellow 2021“ ernannt worden. Mit dieser renommierten Anerkennung ehrt die APS die herausragenden Beiträge von Giuliano Franchetti auf dem Gebiet der Beschleuniger- und Strahlphysik. Der italienische Physiker, der in der GSI-Abteilung Speicherringe (STR) arbeitet, erhält die Ernennung als APS-Fellow für „umfassende, bedeutsame Fortschritte beim Verständnis von Gitterresonanzen im Bereich hoher Intensität und für außergewöhnliche Führun Dr. Giuliano Franchetti ist von der American Physical Society (APS) zum „Fellow 2021“ ernannt worden. Mit dieser renommierten Anerkennung ehrt die APS die herausragenden Beiträge von Giuliano Franchetti auf dem Gebiet der Beschleuniger- und Strahlphysik. Der italienische Physiker, der in der GSI-Abteilung Speicherringe (STR) arbeitet, erhält die Ernennung als APS-Fellow für „umfassende, bedeutsame Fortschritte beim Verständnis von Gitterresonanzen im Bereich hoher Intensität und für außergewöhnliche Führungsqualitäten in der Forschungsgemeinschaft“.

Giuliano Franchetti studierte Physik an der Universität Padua in Italien. Seine Dissertation erstellte er bei GSI in der Abteilung Beschleunigerphysik, den Doktorgrad erlangte er 1998 an der Universität Bologna, wo er die Physik von Ionenstrahlen hoher Intensitäten aus theoretischer Sicht studierte. Seit dem Jahr 2000 ist er in verschiedenen Positionen Wissenschaftler bei GSI, aktuell beschäftigt er sich mit der Strahlphysik von Speicherringen. Neben seiner Tätigkeit bei GSI sammelte er breite Erfahrungen mit Aufenthalten unter anderem am Brookhaven National Laboratory, am europäischen Forschungszentrum CERN und am Institut für Theoretische und Experimentelle Physik in Moskau/FAIR-Russia Research Center. Dr. Franchetti ist Co-Koordinator des Arbeitspakets "Pushing Accelerator Frontier" (WP5.2, iFAST) des EU-Netzwerks "Innovation Fostering in Accelerator Science and Technology". Er lehrt seit 2010 am Institut für Angewandte Physik der Goethe-Universität Frankfurt und ist seit 2020 Mitglied der Helmholtz Forschungsakademie Hessen für FAIR (HFHF).

„Die Ernennung zum APS-Fellow ist eine ganz besondere Ehre für mich. Ich freue mich sehr und bedanke mich für die große Anerkennung der Kolleginnen und Kollegen weltweit“, sagte Giuliano Franchetti zu seiner Ernennung. „Mit meiner Arbeit möchte ich auch weiterhin einen Beitrag zur aktuelle und zukünftigen Forschung an GSI und FAIR leisten und zu neuem Erkenntnisgewinn vor allem auf dem Gebiet der Speicherringe beitragen. Die Kombination von bestehenden Forschungsstrukturen und künftigen FAIR-Speicherringen birgt ein außergewöhnliches Forschungspotenzial.“

Die APS gehört zu den weltweit wichtigsten und renommiertesten Physikalischen Fachgesellschaften. Gegründet wurde die Berufsorganisation für Physiker*innen 1899 und hat heute mehr als 55 000 Mitglieder weltweit, aus dem akademischen Bereich, den nationalen Laboratorien und der Industrie. Die APS gliedert sich in 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. Dieses Jahr gingen zwei APS-Fellowships an GSI/FAIR. Außer dem Fellowship von Giuliano Franchetti erhielt auch Professor Yury Litvinov aus der Forschungsabteilung Atomphysik die prestigeträchtige Auszeichnung, was einmal mehr die außergewöhnliche Qualität unserer personellen Schaffenskraft bestätigt. (BP)

Weitere Informationen

Webseite der APS (Englisch)

 

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Aktuelles FAIR
news-5200 Mon, 13 Dec 2021 09:00:00 +0100 Jagiellonen-Universität Krakau veranstaltet „FAIR Days Polen“ https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5200&cHash=92981a50f57af2fdc2dd2adbc896b664 Zwei „FAIR Days“, vor Kurzem ausgerichtet von der Jagiellonen Universität (JU) Krakau, hatten das Ziel, die polnische Beteiligung an FAIR zu fördern. Es war eine sehr erfolgreiche Veranstaltung mit einer Reihe von wichtigen Treffen, etwa mit dem Vize-Rektor Forschung der Jagiellonen-Universität, mit der polnischen Akademie der Wissenschaften, mit einer großen, sehr fachkundigen Delegation der polnischen Industrie, sowie mit Behörden und mit Repräsentierenden der verschiedenen Universitäten, die an FAIR bet Zwei „FAIR Days“, vor Kurzem ausgerichtet von der Jagiellonen Universität (JU) Krakau, hatten das Ziel, die polnische Beteiligung an FAIR zu fördern. Es war eine sehr erfolgreiche Veranstaltung mit einer Reihe von wichtigen Treffen, etwa mit dem Vize-Rektor Forschung der Jagiellonen-Universität, mit der polnischen Akademie der Wissenschaften, mit einer großen, sehr fachkundigen Delegation der polnischen Industrie, sowie mit Behörden und mit Repräsentierenden der verschiedenen Universitäten, die an FAIR beteiligt sind. Auch ein Kolloquium und die Unterzeichnung von Kooperationsvereinbarungen waren Teil des Programms.Zwei „FAIR Days“, vor Kurzem ausgerichtet von der Jagiellonen Universität (JU) Krakau, hatten das Ziel, die polnische Beteiligung an FAIR zu fördern. Es war eine sehr erfolgreiche Veranstaltung mit einer Reihe von wichtigen Treffen, etwa mit dem Vize-Rektor Forschung der Jagiellonen-Universität, mit der polnischen Akademie der Wissenschaften, mit einer großen, sehr fachkundigen Delegation der polnischen Industrie, sowie mit Behörden und mit Repräsentierenden der verschiedenen Universitäten, die an FAIR beteiligt sind. Auch ein Kolloquium und die Unterzeichnung von Kooperationsvereinbarungen waren Teil des Programms.

Besuch des IFJ PAN Krakau und des Zyklotronzentrums Bronowice

Die FAIR/GSI-Delegation mit Professor Paolo Giubellino, wissenschaftlicher Geschäftsführer, Jörg Blaurock, technischer Geschäftsführer, und GET_INvolved-Programmkoordinator Dr. Pradeep Ghosh besuchte das Institut für Kernphysik der Polnischen Akademie der Wissenschaften (IFJ PAN) in Krakau, wo sie mit Direktor Professor Tadeusz Lesiak und mehreren Abteilungsleitenden zusammentraf, um sich über die Forschungsaktivitäten des Instituts zu informieren. Das Treffen war für das Management sehr aufschlussreich, da die Fähigkeiten und Erfahrungen der Forschenden und Ingenieur*innen als ein wichtiger Beitrag im Rahmen der Inbetriebnahme und der Installation der FAIR-Komponenten in Betracht gezogen werden können. Es bestand auch die Gelegenheit, das Zyklotronzentrum Bronowice (polnisch: Centrum Cyklotronowe Bronowice, CCB) zu besuchen, dessen Zyklotronanlage ein hervorragendes Beispiel für die Anwendung der Grundlagenwissenschaft in der Tumor-Strahlentherapie ist.

Unterzeichnungszeremonie an der Jagiellonen-Universität Krakau

FAIR/GSI und die Behörden der Jagiellonen-Universität unterzeichneten eine Kooperationsvereinbarung ("Memorandum of Understanding") und eine Vereinbarung über die Mobilität von Studierenden und Mitarbeitenden im Rahmen des GET_INvolved-Programms. Bei der Veranstaltung im Collegium Maius in Krakau wurde Polens älteste Universität von Professor Piotr Kutrowski, Vize-Rektor für Forschung an der JU, vertreten. Zur FAIR/GSI-Delegation gehörten Professor Paolo Giubellino, Jörg Blaurock, Dr. Pradeep Ghosh.

Als ein Ergebnis der neuen Vereinbarung zur Zusammenarbeit können Studierende und Mitarbeitende der Jagiellonen-Universität von den umfangreichen Forschungsmöglichkeiten des künftigen FAIR-Beschleunigerzentrums profitieren. Insbesondere junge Forschende werden von spezialisierten Praktika für Bachelor- und Masterstudiengänge sowie von gemeinsamer Forschung für PhD-Programme profitieren.

Nach der Unterzeichnung des Abkommens, an der auch mehrere Vertretungen der Jagiellonen-Universität und der Fakultät für Physik, Astronomie und Angewandte Informatik teilnahmen, folgte eine Diskussion über die Rolle der Jagiellonen-Universität bei FAIR, an der neben der FAIR/GSI-Delegation und Professor Kustrowski auch Professor Piotr Salabura, Professor Zbigniew Majka und Alicja Nowakowska teilnahmen.

Treffen mit Vertretern der Industrie und der AGH ASIC-Entwicklungszentren

Eine informative Sitzung wurde an der Jagiellonen-Universität für Vertretende mehrerer polnischer Firmen organisiert, die entweder High-Tech-Produkte herstellen oder an einer Teilnahme an dem Mega-Wissenschaftsprojekt interessiert sind. Die Repräsentant*innen der Industrie hatten die Möglichkeit, die besonderen Eigenschaften ihrer Produkte und für das FAIR-Projekt zu erläutern. Die Firmen Prevac, KrioSystem, Kordecki Automation und S2innovation haben sich bei dieser Veranstaltung dem Management vorgestellt. Ebenso sprachen Vertretende von Solaris - National Center for Synchrotron Radiation und der AGH University of Science and Technology über ihre erzielten Ergebnisse. Frau Nowicka, Liaison Officer für die polnischen Anteilseigner, erläuterte, wie die Vertretenden der Industrie Zugang zu Informationen über bevorstehende Ausschreibungen erhalten und aktiv nach interdisziplinären Projekten bei FAIR suchen können.

Start der FAIR-Seminare an der JU

Der zweite Tag des Besuchs der FAIR-Delegation begann mit einem Einführungsseminar über FAIR, das für alle Studierenden und Forschenden der Jagiellonen-Universität live im Internet übertragen wurde. Die FAIR-Seminare sind eine neue Initiative der Jagiellonen-Universität und des Instituts für Kernphysik PAN, die eine Reihe von monatlichen Seminaren über das FAIR-Projekt organisieren. Diese Initiative zielt darauf ab, polnischen Wissenschaftler*innen, Ingenieur*innen und Studierenden Wissen über das FAIR-Beschleunigerzentrums, das in Darmstadt gebaut wird und eines der größten Zentren dieser Art in der Welt sein wird, zu vermitteln. In den Seminaren werden die wichtigsten Forschungssäulen von FAIR (NUSTAR, CBM, PANDA, APPA), der Stand des Projekts und vor allem die Beteiligung polnischer Forschungsgruppen an diesem Projekt erörtert. Diese öffentliche Session war der Startpunkt einer Reihe von FAIR-Seminaren an der Jagiellonen-Universität.

Treffen mit dem Nationalen Konsortium FEMTOPHYSICS

Die FAIR-Leitung traf sich mit benannten Vertretenden des Nationalen Konsortiums FEMTOPHYSICS (NCF) (polnisch Krajowe Konsorcjum FEMTOFIZYKA), das sich aus zwölf polnischen Institutionen zusammensetzt, die an den FAIR-Experimenten mitarbeiten. Die Delegierten hatten die besondere Gelegenheit, mit dem FAIR/GSI-Management über ihre Anliegen und Fragen zu sprechen und wichtige Probleme im Zusammenhang mit den FAIR-Experimenten zu diskutieren. Diese Diskussion war entscheidend für die Planung der nächsten Schritte für die FAIR-Phase-0-Experimente im Jahr 2022 sowie für den Übergang des Projekts von der Konstruktion zu den Tag-1-Experimenten.

Die von der Jagiellonen-Universität ausgerichteten „FAIR Days Polen“ waren sehr fruchtbar, da alle Aspekte des FAIR-Projekts abgedeckt wurden. Darüber hinaus werden die unterzeichneten Vereinbarungen den Wissenschaftler*innen der Jagiellonen-Universität ermöglichen, die Forschungsmöglichkeiten von FAIR in wesentlich größerem Umfang zu nutzen. Der vorbereitete Vertrag, mit dem ein spezielles System von Lehrstellen, Forschungspraktika und gemeinsam durchgeführten Master- und Doktorarbeiten eingeführt wird, richtet sich insbesondere an junge Forschende. (BP)

Über die Jagiellonen-Universität

Die Jagiellonen-Universität (JU) wurde am 12. Mai 1364 durch den polnischen König Kasimir den Großen gegründet. Sie ist die älteste Hochschuleinrichtung in Polen und eine der ältesten in Europa. Die Jagiellonen-Universität wurde vom Minister für Wissenschaft und Hochschulwesen zum internationalen Shareholder der FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research in Europe) GmbH ernannt. Die Jagiellonen-Universität koordiniert und verwaltet seit 2010 die polnische Beteiligung am FAIR-Programm. Die Jagiellonen-Universität - Fakultät für Physik, Astronomie und angewandte Informatik - arbeitet an mehreren großen Projekten im Zusammenhang mit der Entwicklung der wissenschaftlichen Ausstattung von FAIR.

Über das nationale Konsortium FEMTOPHYSICS

Das Nationale Konsortium FEMTOPHYSICS wurde gegründet, um eine Struktur vorzubereiten, die sich auf experimentelle Forschungsaktivitäten an FAIR konzentriert. Die inhaltlichen Aktivitäten des nationalen Konsortiums FEMTOPHYSICS liegen im Bereich der Forschung auf dem Gebiet der Physik und ihrer Anwendungen. Dem nationalen Konsortium gehören folgende renommierte Institute an (in alphabetischer Reihenfolge): die AGH University of Science and Technology, das Institute of Nuclear Physics PAN, das National Centre of Nuclear Research, die Kracow University of Technology, die Warsaw University of Technology, die Wroclaw University of Science and Technology, die Gdańsk University of Technology, die Jagiellonian University in Kraków (koordinierende Einrichtung), die Jan Kochanowski University of Kielce, die University of Lodz, die University of Silesia in Katowice und die University of Warsaw.

Über das GET_INvolved-Programm

Das GET_INvolved-Programm bietet internationalen Studierenden und Nachwuchswissenschaftler*innen aus Partnereinrichtungen die Möglichkeit, Praktika, Traineeships und erste Forschungserfahrungen zu sammeln, um sich in das internationale FAIR-Beschleunigerprojekt einzubringen und gleichzeitig eine wissenschaftliche und technische Ausbildung zu erhalten. Für weitere Informationen zum GET_INvolved Programm können sich Interessierte an die jeweiligen Koordinatoren wenden: Dr. Pradeep Ghosh (GSI und FAIR, Pradeep.Ghosh@fair-center.eu) und Professor Dr. Piotr Salabura (Jagiellonen-Universität, Piotr.Salabura@uj.edu.pl).

Weiterführende Links

FAIR und polnische Beteiligung

Jagiellonen-Universität, Krakau, Polen

IFJ PAN, Krakau, Polen

Zyklotronzentrum Bronowice, CCB

GET_INvolved-Programm

FAIR-Seminare an der JU

Nationales Konsortium FEMTOPHYSICS

 

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Aktuelles FAIR
news-5205 Thu, 09 Dec 2021 13:00:00 +0100 Anfang einer neuen wissenschaftlichen Ära: Professor Gabriel Martínez-Pinedo erhält Leibniz-Preis https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5205&cHash=f262c0c5997ed0cf30000569ce98b314 Professor Gabriel Martínez-Pinedo erhält den Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis 2022 der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Dies ist der wichtigste und höchstdotierte deutsche Forschungspreis. Martínez-Pinedo wird für seine herausragende Arbeit an der Schnittstelle zwischen Astro-, Kern- und Neutrinophysik ausgezeichnet. Er forscht und lehrt am Institut für Kernphysik der TU Darmstadt und am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt. Diese Pressemitteilung basiert auf einer Pressemitteilung der TU Darmstadt

Professor Gabriel Martínez-Pinedo erhält den Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis 2022 der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Dies ist der wichtigste und höchstdotierte deutsche Forschungspreis. Martínez-Pinedo wird für seine herausragende Arbeit an der Schnittstelle zwischen Astro-, Kern- und Neutrinophysik ausgezeichnet. Er forscht und lehrt am Institut für Kernphysik der TU Darmstadt und am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt.

Der Physiker Gabriel Martínez-Pinedo hat mit seinen Arbeiten dazu beigetragen, eines der größten ungelösten Probleme der Physik im 21. Jahrhundert zu lösen: Wo produziert die Natur schwere Elemente, wie etwa die Edelmetalle Gold oder Platin? Zusammen mit anderen Wissenschaftler*innen, einschließlich Professorin Almudena Arcones aus Darmstadt, zeigte Martínez-Pinedo, dass diese Elemente bei der Verschmelzung von Neutronensternen entstehen und dass bei diesem Prozess ein eindeutiges elektromagnetisches Signal, eine Lichtkurve, erzeugt wird, für das Martínez-Pinedo und Kollegen den Begriff „Kilonova“ prägten. 2017 wurde erstmals eine solche Kilonova beobachtet, und zwar gleichzeitig durch die „Boten“ Licht und Gravitationswellen

Dieser wissenschaftliche Meilenstein, an dem Martínez-Pinedo in einer führenden Rolle beteiligt war, gilt als Geburtsstunde der Multi-Messenger-Astronomie, die ganz neue wissenschaftliche Möglichkeiten eröffnet. So werden künftig die kernphysikalischen Prozesse, die bei der Verschmelzung von Neutronensternen eine wichtige Rolle spielen, nach Fertigstellung des derzeit bei GSI entstehenden internationalen Beschleunigerzentrums FAIR in Darmstadt mit unerreichter Qualität im Labor untersucht werden. So eröffnet sich die Chance, aus Details der Gravitationswellen- und Lichtkurvensignale die Dynamik bei der Verschmelzung zweier Neutronensterne zu entschlüsseln und fundamentale Fragen zu klären – etwa, wie der Übergang der verschmelzenden Neutronensterne zu einem Schwarzen Loch verläuft, ob bei der Verschmelzung eine neue Form der Materie, die „Quarkmaterie“ durchlaufen wird oder ob verschmelzende Neutronensterne der einzige Ort sind, an dem schwere Elemente im astrophysikalischen r-Prozess entstehen können. Die meisten der am r-Prozess beteiligten Kerne sind extrem kurzlebig, so dass ihre Eigenschaften theoretisch modelliert werden müssen, um den r-Prozess erforschen zu können. Dabei hat Martínez-Pinedo in den letzten Jahren eine weltweit führende Rolle eingenommen.

Gabriel Martínez-Pinedo kombiniert die Expertise auf den Forschungsfeldern Astro-, Kern- und Neutrinophysik und ist so in der Position, in einem hochgradig interdisziplinären Forschungsfeld eine weltweite Führungsrolle einzunehmen.

Weiterer Höhepunkt der wissenschaftlichen Karriere von Gabriel Martínez-Pinedo war die Entdeckung des Neutrino-p-Prozesses, eines während einer Supernova ablaufenden Nukleosyntheseprozesses. In jüngerer Zeit beschäftige der Physiker sich mit der Beschreibung der Wechselwirkung von Neutrinos mit Materie in Supernovae. An der TU Darmstadt und am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung leitet Gabriel Martínez-Pinedo die Arbeitsgruppen für Theoretical Nuclear Astrophysics. Er hat mit seinen Arbeiten an beiden Forschungseinrichtungen maßgeblich dazu beigetragen, Darmstadt als ein Zentrum der Kern-Astrophysik weltweit zu etablieren.

Der Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis wird seit 1986 jährlich von der DFG an in Deutschland arbeitende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verschiedenster Disziplinen verliehen. Pro Jahr können bis zu zehn Preise mit einer Preissumme von jeweils 2,5 Millionen Euro verliehen werden. Der Hauptausschuss der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) erkannte heute zehn Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern den Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis 2022 zu. Sie waren zuvor aus 134 Vorschlägen ausgewählt worden. Mit dem Preisgeld sollen unter anderem die Forschungsmöglichkeiten der Ausgezeichneten erweitert werden; die Preisträgerinnen und Preisträger können es bis zu sieben Jahre lang nach ihren eigenen Vorstellungen und ohne bürokratischen Aufwand für ihre Forschungsarbeit verwenden.

Professor Paolo Giubellino, der Wissenschaftliche Geschäftsführer von GSI und FAIR, sagt: „Ich bin außerordentlich erfreut über diese Entscheidung der Deutschen Forschungsgemeinschaft und die damit verbundene große Würdigung der exzellenten wissenschaftlichen Arbeit von Gabriel Martínez-Pinedo. Die Auszeichnung belegt zugleich die herausragenden Möglichkeiten in der Forschungsregion Darmstadt, bei GSI und FAIR ebenso wie an der TUD. Mit FAIR werden wir die Perspektiven solch wegweisender Forschung, wie sie Gabriel Martínez-Pinedo betreibt, noch weiter ausbauen können und weitere wichtige Pionierleistungen ermöglichen. Gabriel Martínez-Pinedo gehört als weltweit anerkannter Experte auf dem Gebiet der Entstehung chemischer Elemente im Universum zu den Key-Playern in der Forschungs-Community.“

„Wir gratulieren dem Preisträger Gabriel Martínez-Pinedo zu dieser herausragenden Auszeichnung“, sagt Professorin Tanja Brühl, Präsidentin der TU Darmstadt. „Er hat einen Paradigmenwechsel in der Erforschung der Entstehung schwerer Elemente eingeleitet. Forschungs-Persönlichkeiten wie er stärken die Rolle der Technischen Universität Darmstadt und des GSI Helmholtzzentrums, die gemeinsam zu einem international herausragenden Zentrum der Kern-Astrophysik geworden sind. Wir sind stolz, dass mit Gabriel Martínez-Pinedo ein weiterer Leibniz-Preisträger das Forschungsfeld Matter and Materials der TU Darmstadt mitprägt. Er stärkt mit seiner Expertise zudem die vom HMWK geförderte Exzellenzclusterinitiative ELEMENTS, die wir gemeinsam mit der Goethe-Universität entwickeln.“

Über Gabriel Martínez-Pinedo

Gabriel Martínez-Pinedo studierte an der Autonomen Universität Madrid und promovierte dort in Theoretischer Physik. Seine weitere Laufbahn führte ihn unter anderem ans California Institute of Technology, an die Universitäten Aarhus, Basel und Barcelona. Seit 2005 arbeitet er am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt, wo er nun die Theorieabteilung Nukleare Astrophysik und Struktur leitet und 2020 einer der Direktoren der Helmholtz Forschungsakademie Hessen für FAIR wurde. Seit 2011 hat Martínez-Pinedo die Professur für Theoretical Nuclear Astrophysics am Fachbereich Physik der TU Darmstadt inne. Martínez-Pinedo ist vielfach ausgezeichnet; unter anderem erhielt er im vergangenen Jahr einen ERC Advanced Grant für das Projekt “Probing r-process nucleosynthesis through ist electromagnetic signatures (KILONOVA)“. Er ist vielgefragter Sprecher auf internationalen Konferenzen, vertritt sein Fachgebiet in wichtigen internationalen Gremien und veröffentlicht in renommierten wissenschaftlichen Journalen. (TUD/BP)

Weitere Informationen

Mitteilung der TU Darmstadt

Mitteilung der DFG

 

 

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Presse Aktuelles FAIR
news-5191 Mon, 06 Dec 2021 08:06:00 +0100 Farbzentren in Diamanten dienen als Gyroskope https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5191&cHash=95074cb39a9fc2c3597947912997215c Drehen wir unseren Kopf, realisiert unser Gehirn diese Drehung vor allem über den visuellen Eindruck – also über das, was wir sehen. Technische Geräte dagegen setzen auf Gyroskope, sprich Rotationssensoren. Wichtig sind diese unter anderem für die Navigation. So detektiert beispielsweise beim Autopiloten im Flugzeug ein Gyroskop die drei verschiedenen Rotationsarten, die das Flugzeug ausführen kann: Es kann rollen, also einen Flügel nach unten und den anderen nach oben drehen, die Nase nach oben ... Diese Nachricht basiert auf einer Pressemitteilung der Johannes Gutenberg-Universität Mainz.

Drehen wir unseren Kopf, realisiert unser Gehirn diese Drehung vor allem über den visuellen Eindruck – also über das, was wir sehen. Technische Geräte dagegen setzen auf Gyroskope, sprich Rotationssensoren. Wichtig sind diese unter anderem für die Navigation. So detektiert beispielsweise beim Autopiloten im Flugzeug ein Gyroskop die drei verschiedenen Rotationsarten, die das Flugzeug ausführen kann: Es kann rollen, also einen Flügel nach unten und den anderen nach oben drehen, die Nase nach oben beziehungsweise unten ziehen oder sich relativ zum Erdboden drehen. Wichtig sind Gyroskope auch in Fahrzeugen am Boden, etwa in autonom fahrenden Autos.

Die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Dmitry Budker publizierte bereits 2012 ihre Idee, Farbzentren in Diamanten als Gyroskope zu nutzen. Nun konnten die Forschenden den praktischen Nachweis dafür erbringen. Ihre Ergebnisse haben sie kürzlich im Fachmagazin Science Advances veröffentlicht.

Farbzentren in Diamant bereits zur Messung von Magnetfeldern genutzt

"Wir und andere Gruppen nutzen diese Farbzentren bereits seit einigen Jahren zur Messung von Magnetfeldern", erläutert Budker, Physiker an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und am Helmholtz-Institut Mainz (HIM), das neben der Universität auch vom GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt getragen wird. "Die Messung von Rotationen funktioniert prinzipiell auch wie bei einem Magnetometer, allerdings ergeben sich dabei einige Herausforderungen." So muss der Sensor schwankende magnetische Felder ignorieren, um die Rotationen messen zu können. Diesem Problem konnten Budker und sein Team jedoch beikommen. Einerseits nutzen sie für die Gyroskopie statt der Elektronenspins die Kernspins, die ein wesentlich kleineres magnetisches Moment und deshalb eine geringere Sensitivität für Magnetfelder besitzen. Andererseits konnten die Wissenschaftler externe Magnetfelder weitgehend abschirmen und trotzdem intern ein sehr stabiles Bias-Magnetfeld zur Erzeugung des Messeffekts aufrechterhalten, das auch kaum auf Temperaturschwankungen reagiert. Sollten schwankende Magnetfelder im Außenraum auftreten, "sehen" die Farbzentren diese nicht. Fragestellungen und Herausforderungen rund um dieses Magnetfeld widmete sich Dr. Peter Blümler von der JGU. Die Experimente und der erste Nachweis gelangen allerdings Dr. Andrey Jarmola und Budkers ehemaligem Doktoranden, Dr. Sean Lourette, an der University of California in Berkeley.

Somit berichten die Forscher in ihrer Veröffentlichung über zwei Neuerungen. Erstens konnten sie ihre Idee aus dem Jahre 2012 realisieren und erstmalig Farbzentren von Diamanten als Gyroskop nutzen. Zweitens erarbeiteten sie einen technischen Weg, um dies zu realisieren. Bis in die alltägliche Anwendung sind allerdings noch weitere Herausforderungen zu meistern. (JGU/CP)

Weitere Informationen
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Aktuelles
news-5193 Thu, 02 Dec 2021 09:00:00 +0100 Christoph-Schmelzer-Preis geht an 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=5193&cHash=0115419909cca4601e5c6c002e45022f Zwei junge Forschende werden in diesem Jahr mit dem Christoph-Schmelzer-Preis geehrt: Dr. Theresa Suckert von der Technischen Universität Dresden und dem Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK), Partnerstandort Dresden, und Dr. Felix Horst von der Universität Gießen. Mit dem Preis würdigt der Verein zur Förderung der Tumortherapie mit schweren Ionen e.V. jedes Jahr herausragende Master- beziehungsweise Promotionsarbeiten auf dem Gebiet der Tumortherapie mit Ionenstrahlen. Zwei junge Forschende werden in diesem Jahr mit dem Christoph-Schmelzer-Preis geehrt: Dr. Theresa Suckert von der Technischen Universität Dresden und dem Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK), Partnerstandort Dresden, und Dr. Felix Horst von der Universität Gießen. Mit dem Preis würdigt der Verein zur Förderung der Tumortherapie mit schweren Ionen e.V. jedes Jahr herausragende Master- beziehungsweise Promotionsarbeiten auf dem Gebiet der Tumortherapie mit Ionenstrahlen.

Leider musste die für den 25. November beim GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt geplante Preisverleihung, wie schon 2020, aufgrund der aktuellen Pandemiesituation erneut abgesagt werden. Anfang 2022 wird jedoch ein spezielles Seminar stattfinden, bei dem die Geehrten die Möglichkeit haben werden, ihre Arbeit der interessierten Öffentlichkeit vorzustellen. Auch die beiden Preisträgerinnen des Jahres 2020, Dr. Alina Bendinger vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) Heidelberg und Dr. Giorgia Meschini von der Staatlichen Polytechnischen Universität in Mailand (Politecnico di Milano), werden sich bei diesem Seminar beteiligen.

In ihrer Dissertation mit dem Titel „Normal brain tissue reaction after proton irradiation“ hat sich Dr. Theresa Suckert dem klinisch relevanten Thema der schädigenden Wirkungen auf das Normalgewebe nach Hirnbestrahlung mit Protonen gewidmet. Dazu hat sie zum einen Gewebeschnittkulturen als Ersatzmodell für In-vivo-Experimente untersucht und dabei wichtige Erkenntnisse in Bezug auf die Anwendbarkeit dieses Ansatzes zur Untersuchung von Tumor- und Normalgewebsreaktionen gewonnen. Zum anderen hat sie anhand eines Mausmodells sehr anspruchsvolle Experimente zur hochpräzisen und reproduzierbaren Protonenbestrahlung eines klinisch relevanten Gehirn-Teilvolumens in der Maus durchgeführt. Sie hat dazu den gesamten, sehr komplexen Arbeitsablauf von der Bildgebung über Bestrahlungsplanung, Positionsverifikation, Dosimetrie sowie Gewebeentnahme und -aufarbeitung entwickelt und implementiert. Die so etablierte Bestrahlungstechnik stellt eine essenzielle Grundlage für weiterführende präklinische Experimente dar.

Dr. Felix Horst hat in seiner Dissertation mit dem Thema „Measurement of Nuclear Reaction Cross Sections for Applications in Radiotherapy with Protons, Helium and Carbon Ions” Kernreaktionsquerschnitte für leichte Ionen im therapeutischen relevanten Energiebereich experimentell bestimmt. Die Experimente hat Felix Horst an den Ionenstrahl-Therapieanlagen in Marburg (MIT) und Heidelberg (HIT) durchgeführt. Die totalen Reaktionsquerschnitte für Helium-Ionen haben die Optimierung von Kernreaktionsmodellen und damit eine verbesserte Dosisberechnung ermöglicht. Diese Messungen haben eine besondere Relevanz, da sie direkt in die Bestrahlungsplanung für Patientenbehandlungen mit Helium-Ionen am Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum HIT eingeflossen sind. In einer weiteren Analyse strahleninduzierter Positronen-Emitter konnten die entsprechenden Reaktionsquerschnitte genauer bestimmt und damit auch die Reichweitenverifikation mit Hilfe des PET-Verfahrens verbessert werden. Mit dem PET-Verfahren lässt sich die Patientenbestrahlung mit Ionenstrahlen präzise überwachen.

Das Preisgeld für die Dissertationen beträgt jeweils 1500 Euro. Benannt ist die Auszeichnung nach Professor Christoph Schmelzer, dem Mitbegründer und ersten Wissenschaftlichen Geschäftsführer von GSI. Die Nachwuchsförderung auf dem Gebiet der Tumortherapie mit Ionenstrahlen hat inzwischen eine langjährige Kontinuität, bereits zum 23. Mal wurde der Preis nun vergeben. 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. (BP)

Über den Förderverein

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 Patienten routinemäßig mit Ionenstrahlen behandelt werden können.

Weiterführende Informationen

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

Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung

Technische Universität Dresden

Justus-Liebig-Universität Gießen

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Presse Aktuelles FAIR
news-5195 Mon, 29 Nov 2021 18:36:46 +0100 Präzisionsmassenmessungen von Indiumisotopen ermöglichen Rückschlüsse auf die Masse des Atomkerns von Zinn-100 https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5195&cHash=d326bd52bf15461efeb8cde717996f3b Aus physikalischer Sicht ist der Atomkern Zinn-100 magisch, da er zwei stabile Schalenabschlüsse hat. Dennoch ist es sehr schwer seine Masse experimentell zu bestimmen. Einer internationalen Forschungskollaboration am europäischen Forschungszentrum CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) mit Beteiligung von Wissenschaftler*innen des GSI Helmholtzzentrums und der Universität Greifswald ist es nun gelungen, mittels Präzisionsmassenmessungen an den Indium-Isotopen In-99, In-100 und In-101 ... Diese Nachricht basiert auf einer Pressemitteilung der Universität Greifswald

Aus physikalischer Sicht ist der Atomkern Zinn-100 magisch, da er zwei stabile Schalenabschlüsse hat. Dennoch ist es sehr schwer seine Masse experimentell zu bestimmen. Einer internationalen Forschungskollaboration am europäischen Forschungszentrum CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) mit Beteiligung von Wissenschaftler*innen des GSI Helmholtzzentrums und der Universität Greifswald ist es nun gelungen, mittels Präzisionsmassenmessungen an den Indium-Isotopen In-99, In-100 und In-101 Rückschlüsse auf die Masse von Zinn-100 zu ermöglichen. 

Ähnlich wie Elektronen in Atomhüllen gruppieren sich auch die Kernbausteine, die Protonen und Neutronen, zu quantenmechanischen Schalen. Sind diese Schalen gefüllt, dann haben die Kerne hohe Bindungsenergien und sind besonders stabil. Daher werden die Schalenabschlusszahlen 8, 20, 28, 50, 82 und 126 auch „magisch“ genannt. Von ganz besonderem Interesse sind die doppelt magischen Kerne. In diesen Kernen erreichen sowohl die Protonenzahl Z als auch die Neutronenzahl N einen stabilen Schalenabschluss. Unter diesen doppeltmagischen Kernen sticht der Kern des Zinn-Isotops Sn-100 hervor. Er ist der schwerste Kern, bei dem Z und N den gleichen Wert besitzen, nämlich 50. Doch bisher ist eine direkte experimentelle Bestimmung seiner Masse äußerst schwierig. Die Gründe liegen in den Schwierigkeiten bei der Herstellung von Sn-100 sowie in dessen kurzer Halbwertszeit von nur etwa einer Sekunde.

In unmittelbarer Nachbarschaft zum doppeltmagischen Sn-100 liegen die Kerne des Elements Indium. Diese haben ein Proton weniger als die Zinnkerne. Am CERN konnten nun mit dem Präzisionsmassenspektrometer ISOLTRAP die Massen der Indium-Isotope In-99, In-100 und In-101 bestimmt werden. Dabei wurde die Masse von Indium-99 erstmalig gemessen, jene von Indium-100 und Indium-101 konnten nun wesentlich genauer als bisher bestimmt werden. Ivan Kulikov, Doktorand bei GSI und FAIR, war an den Experimenten beteiligt und war hierfür vier Jahre ans CERN abgeordnet.

Die neuen Ergebnisse, die in Nature Physics veröffentlicht wurden, bestätigen Werte, die bei GSI in Zusammenarbeit mit Wissenschaftler*innen der Technischen Universität München gemessen wurden. „Der Beta-Zerfall von Sn-100 wurde vor 13 Jahren im Rahmen des RISING-Gammaspektroskopie-Projekts hinter dem FRS der GSI und in jüngerer Zeit mit einer höheren Statistik am RIKEN in Japan im Rahmen der EURICA-Kampagne untersucht. Die beobachtete Diskrepanz zwischen diesen beiden Ergebnissen führt zu heftigen Diskussionen in der Fachwelt", sagt Dr. Magdalena Gorska, die Mitautorin beider Messungen.
Yuri Litvinov, Leiter des ERC-Projekts „ASTRUm", in dessen Rahmen der GSI-Bereich Atomphysik zu diesem Experiment beigetragen hat, erklärt: „Durch die Verwendung des neuen Massenwertes von In-100 und mit Hilfe theoretischer Berechnungen, die von der Gruppe von Prof. Achim Schwenk an der TU Darmstadt durchgeführt wurden, ist es möglich, eine eindeutige Aussage über die Masse von Sn-100 zu treffen, die eine ältere GSI-Messung von C. Hinke et al. begünstigt, die in Nature veröffentlicht wurde." 

Neben anderen Finanzierungsquellen wurde diese Forschung vom Europäischen Forschungsrat (ERC) im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizont 2020 der Europäischen Union (Finanzhilfevereinbarung 682841 „ASTRUm") unterstützt.

FAIR wird neue Möglichkeiten zur Beantwortung anspruchsvoller Fragen im Bereich der Kernstruktur und -reaktionen eröffnen. Die internationale Beschleunigeranlage, eines der größten Forschungsprojekte weltweit, befindet sich derzeit bei GSI im Bau. Diese Forschung an FAIR wird von der NUSTAR-Kollaboration vorangetrieben, die spezielle, hochmoderne Experimente am künftigen Fragmentseparator Super-FRS aufbaut. (LW/Universität Greifswald)


Mehr Informationen

Originalveröffentlichung: M Mougeot et al. (2021): Mass measurements of 99-101In challenge ab initio nuclear theory of the nuclide 100Sn, Nature Physics
Pressemitteilung der Universität Greifswald

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FAIR News (ENG) Aktuelles FAIR
news-5189 Sat, 27 Nov 2021 09:34:00 +0100 Wissensdurst am Samstagmorgen – GSI/FAIR bei virtueller Veranstaltung „Saturday Morning Physics“ für Schüler*innen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5189&cHash=c7d864502a6da0b58bdde42ad0dff96a Rund 170 Schüler*innen aus der Oberstufe informierten sich im Rahmen der Vortragsreihe „Saturday Morning Physics“ auch dieses Jahr wieder über GSI und FAIR. Die von der Technischen Universität Darmstadt organisierte Reihe findet wie auch schon im vergangenen Jahr aufgrund der Corona-Pandemie als reine Online-Veranstaltung statt. An vier Samstagsterminen stillen die Teilnehmenden ihren Wissensdurst über die aktuelle physikalische Forschung – am letzten Samstag gehörte auch ein virtueller Besuch der Beschleu Rund 170 Schüler*innen aus der Oberstufe informierten sich im Rahmen der Vortragsreihe „Saturday Morning Physics“ auch dieses Jahr wieder über GSI und FAIR. Die von der Technischen Universität Darmstadt organisierte Reihe findet wie auch schon im vergangenen Jahr aufgrund der Corona-Pandemie als reine Online-Veranstaltung statt. An vier Samstagsterminen stillen die Teilnehmenden ihren Wissensdurst über die aktuelle physikalische Forschung – am letzten Samstag gehörte auch ein virtueller Besuch der Beschleuniger und Experimente von GSI und FAIR zum Programm.

Die Schüler*innen hatten die Gelegenheit, über einen einführenden Vortrag und in kurzen Videozuspielern 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. Die geführte Videotour nahm sie mit in den Linearbeschleuniger UNILAC, den Hauptkontrollraum und das Schwerionensynchrotron SIS18. Sie erfuhren, wie man am Experimentierplatz SHIP neue Elemente herstellen, mit Kohlenstoffionen Tumore therapieren sowie wie man mit dem Großexperiment HADES dem Rätsel der Masse auf die Spur kommen kann. Auch ein virtueller Besuch in der Testanlage für supraleitende FAIR-Magnete und auf der Aussichtsplattform auf die FAIR-Baustelle stand auf dem Programm. Ein Drohnenflug über das Baufeld rundete die Veranstaltung ab. Anschließend bestand die Möglichkeit, über einen Live-Chat Fragen zu stellen, was von den Teilnehmenden rege genutzt wurde.

Die Veranstaltungsreihe „Saturday Morning Physics“ wird von der Physikalischen Fakultät der TU Darmstadt ausgerichtet. Sie findet jährlich statt und soll das Interesse junger Menschen an Physik fördern. In den Veranstaltungen erfahren die Schüler*innen mehr über die physikalische Forschung an der Universität. Wer an allen Veranstaltungen teilnimmt, erhält das „Saturday-Morning-Physics“-Diplom. GSI und später FAIR zählen bereits seit dem Start der Reihe zu den Sponsoren und Unterstützern. (CP)

Weitere Informationen:
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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5187 Fri, 26 Nov 2021 09:00:00 +0100 PANDA-Kollaboration zeichnet Doktoranden aus: PhD-Preis für Dr. Oliver Noll https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5187&cHash=09b870741698474a5778e59c5576e2c4 Für seine Promotionsarbeit „Digital Signal Processing for the Measurement of Particle Properties with the PANDA Electromagnetic Calorimeter“ bei GSI/FAIR und der Universität Mainz ist Dr. Oliver Noll mit dem PANDA-PhD-Preis 2021 ausgezeichnet worden. Betreuer der Promotion war Professor Dr. Frank Maas. Bekannt gegeben wurde die Auszeichnung beim jüngsten Online-PANDA-Kollaborationstreffen durch den Sprecher der PANDA-Kollaboration, Professor Ulrich Wiedner von der Ruhr-Universität Bochum. Für seine Promotionsarbeit „Digital Signal Processing for the Measurement of Particle Properties with the PANDA Electromagnetic Calorimeter“ bei GSI/FAIR und der Universität Mainz ist Dr. Oliver Noll mit dem PANDA-PhD-Preis 2021 ausgezeichnet worden. Betreuer der Promotion war Professor Dr. Frank Maas. Bekannt gegeben wurde die Auszeichnung beim jüngsten Online-PANDA-Kollaborationstreffen durch den Sprecher der PANDA-Kollaboration, Professor Ulrich Wiedner von der Ruhr-Universität Bochum.

Der Physiker Oliver Noll arbeitet an der Entwicklung des elektromagnetischen Kalorimeters von PANDA, eines der Hauptsysteme des PANDA-Experimentes. Vor Oliver Nolls Arbeit gab es keinen spezifischen Algorithmus für die digitale Signalverarbeitung des APFEL-Auslesechips. In der Doktorarbeit wurde eine detaillierte Studie des APFEL-Signalverlaufes und der Rauschanteile durchgeführt. Weiterhin wurden mit der Arbeit große Beiträge für die Entwicklung, die Konstruktion und den Betrieb eines EMC-Prototypen geleistet, der in Strahlzeiten die Funktionsfähigkeit des PANDA-EMC-Designs bewies und dessen Leistungsfähigkeit optimierte.

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. Kandidat*innen 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 Kandidat*innen 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)

Weitere Informationen

Über die Promotionsarbeit von Dr. Oliver Noll (Englisch)

Über den PANDA-Preis (Englisch)

 

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Aktuelles FAIR
news-5177 Wed, 24 Nov 2021 08:38:00 +0100 Erfolgreicher Neustart des ALICE-Detektors – Stabiler Strahl nach umfangreichen Upgrades https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5177&cHash=414b8f2da0a1a8281d25d34ee4933705 Umfassende Verbesserung wurden in den vergangenen zwei Jahren am ALICE-Experiment des Europäischen Forschungszentrum CERN in Genf getätigt. Nun ist der riesige Detektor, an dessen Aufbau und Betrieb GSI maßgeblich beteiligt ist, wieder in Betrieb gegangen und hat erste Daten in Testkollisionen geliefert. Umfassende Verbesserung wurden in den vergangenen zwei Jahren am ALICE-Experiment des Europäischen Forschungszentrum CERN in Genf getätigt. Nun ist der riesige Detektor, an dessen Aufbau und Betrieb GSI maßgeblich beteiligt ist, wieder in Betrieb gegangen und hat erste Daten in Testkollisionen geliefert.

In dem sogenannten zweiten langen Shutdown (second long shutdown, LS2) wurde der CERN-Beschleuniger LHC (Large Hadron Collider) umfangreichen Upgrades unterzogen und kann nun Bleikerne mit Raten bis zu 50 Kilohertz im ALICE-Detektor zur Kollision bringen. Um dieses Potential voll ausnutzen zu können, musste auch der Messaufbau verbessert werden. Zu diesem Zweck konnte die Zeitprojektionskammer TPC überarbeitet und wieder am ALICE-Detektor eingebaut werden. Ebenfalls wurde ein neuer Myonen-Tracker installiert. Der größte jemals gebaute Pixeldetektor – das Inner Tracking System ITS – nahm im Mai den Platz des Vorgängersystems zwischen dem Strahlrohr und der TPC ein. Als letztes Teil des Puzzles wurde im Juli der Fast Interaction Trigger FIT installiert.

Insbesondere die TPC stellt dabei eine echte Innovation dar: Die bisherigen TPC-Auslesekammern konnten maximal drei Kilohertz verarbeiten. Die neuen Kammern nutzen die sog. GEM-Technologie (Gas Electron Multiplier) und können Daten kontinuierlich auslesen – im Gegensatz zur bisherigen Technik, die auf Vieldrahtproportionalkammern basierte. Nur mit der geänderte Methode ist eine Verarbeitung der neuen hohen Kollisionsraten des LHC möglich. Dies erforderte in Folge auch neue Software-Systeme für Datenaufnahme, Kalibrierung, Rekonstruktion und Analyse.

GSI ist von Anbeginn an der Entwicklung neuer Messinstrumente, insbesondere an Design und Aufbau der ALICE-TPC, und am wissenschaftlichen Programm von ALICE beteiligt. Auch diesmal hat GSI wesentlich zur Konzeption der neuen Auslesekammern beigetragen. Ein beträchtlicher Teil der Kammern wurde in Zusammenarbeit der ALICE-Forschungsabteilung und des Detektorlabors bei GSI gebaut. Mitarbeitende aus beiden GSI-Abteilungen haben auch beim Einsetzen der Kammern vor Ort am CERN mitgewirkt. Ebenfalls hat die IT-Abteilung von GSI zentrale Beiträge zu den neuen Software-Systemen geleistet. Das GSI-Rechenzentrum bleibt ein fester Bestandteil des Computernetzwerks für die Datenauswertung des ALICE-Experiments. Die Expertise aus den Upgrades ist auch für den zukünftigen Betrieb von FAIR relevant. Beispielsweise am Experiment für komprimierte Kernmaterie CBM sollen ebenfalls kontinuierliche Datenströme ausgelesen werden.

Die ALICE-Arbeiten waren Teil einer Helmholtz-weiten Initiative, die neben GSI auch das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und das Deutsche Elektronen-Synchrotron (DESY) umfasste: Ein großer Investmentbeitrag wurde von der Helmholtz-Gemeinschaft für die Upgrades von ALICE und für die beiden weiteren Experimente ATLAS und CMS zur „vollen Ausnutzung des Large Hadron Colliders“ zur Verfügung gestellt.

ALICE ist eines der vier Großexperimente am Kollisionsbeschleuniger LHC des CERN und beschäftigt sich insbesondere mit Schwerionenstößen von Bleiatomkernen. Wenn die Kerne 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. (CP)

Weitere Informationen:

 

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FAIR News (ENG) Aktuelles FAIR
news-5175 Mon, 22 Nov 2021 09:00:00 +0100 Spezielle GSI-Expertise: Übersichtstext erörtert aktuellen Stand und Herausforderungen der Schwerionentherapie https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5175&cHash=3626858e4430c862cf2ad42de9dd5607 Bei welchen Anwendungen kann die Tumortherapie mit geladenen Teilchen ihr großes Zukunftspotenzial am besten entfalten? In welchen Fällen kann sie am effektivsten eingesetzt werden? Diese Aspekte gehören zu den spannendsten Fragen der Strahlenbiologie und der medizinischen Physik. Eine Gruppe hochkarätiger Experten hat nun den aktuellen Stand der Schwerionentherapie evaluiert, zusammengefasst und einen Übersichtsartikel in der weltweit beachteten Online-Zeitschrift „Nature Reviews“ vorgelegt. Hauptautor de Bei welchen Anwendungen kann die Tumortherapie mit geladenen Teilchen ihr großes Zukunftspotenzial am besten entfalten? In welchen Fällen kann sie am effektivsten eingesetzt werden? Diese Aspekte gehören zu den spannendsten Fragen der Strahlenbiologie und der medizinischen Physik. Eine Gruppe hochkarätiger Experten hat nun den aktuellen Stand der Schwerionentherapie evaluiert, zusammengefasst und einen Übersichtsartikel in der weltweit beachteten Online-Zeitschrift „Nature Reviews“ vorgelegt. Hauptautor des Textes mit dem Titel „Physikalische und biomedizinische Herausforderungen der Krebstherapie mit beschleunigten schweren Ionen“ ist Professor Marco Durante, Leiter der GSI-Abteilung Biophysik.

Es gibt nicht den einen „Königsweg“, vielmehr können verschiedene Partikel und ihre Kombinationen in spezifischen Fällen einen Durchbruch in der Strahlentherapie ermöglichen. So lautet eine Kernaussage des Beitrags, den Professor Durante gemeinsam mit den beiden Radioonkologen Professor Jürgen Debus, Wissenschaftlich-medizinischer Direktor des Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrums (HIT) und Ärztlicher Direktor der Klinik für Radio-Onkologie und Strahlentherapie an der Universität Heidelberg, sowie Professor Jay Stephen Loeffler, Leiter der Strahlenonkologie am Massachusetts General Hospital und der Harvard Medical School in Boston, verfasst hat.

Das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung hatte schon früh neue Wege in der Strahlentherapie beschritten und als Erster in Europa eine Schwerionentherapie gestartet. Diese Behandlungsmethode kann die Anforderungen an eine moderne Strahlentherapie besonders gut erfüllen: Die Strahlentherapie sollte im Eintrittskanal, wo sich Normalgewebe befindet, eine möglichst geringe Toxizität aufweisen und damit das gesundes Gewebe schonen, und in der Zielregion, im Tumor selbst, sehr wirksam zelltötend sein. In dieser Hinsicht haben Ionen, die schwerer als Protonen sind, sowohl physikalische als auch strahlenbiologische Vorteile gegenüber herkömmlichen Röntgenstrahlen. Das unterstreichen auch Professor Durante und seine Kollegen in ihrer Bestandsaufnahme: „Die Therapie mit geladenen Teilchen ist die fortschrittlichste Form der Strahlentherapie. Die meisten Patienten werden mit Protonen behandelt, aber schwere Ionen bieten zusätzliche biologische Vorteile.“

Vor mehr als 20 Jahren hatten bei GSI in Darmstadt die klinischen Studien für eine neuartige Krebstherapie mit beschleunigten Kohlenstoffionen begonnen, vorausgegangen waren gemeinsame Forschungen mit der Radiologischen Klinik und dem Deutschem Krebsforschungszentrum Heidelberg (DKFZ) sowie dem Forschungszentrum Rossendorf. Es war der Startpunkt einer Erfolgsgeschichte, die von der Grundlagenforschung in die breite medizinische Anwendung führte. Mittlerweile gibt es ein Dutzend Kohlenstoff-Ionen-Zentren in Europa und Asien, in denen die Therapie durchgeführt wird. Weitere sind im Bau oder in Planung, darunter das erste in den USA. Die klinischen Ergebnisse sind vielversprechend, wobei künftig auch neue Ionen eingesetzt werden sollen wie 4He, das häufigere der beiden stabilen Isotope von Helium, oder das stabile Sauerstoffisotop 16O.

Die Autoren des Review-Artikels geben nicht nur mit großer Expertise eine Übersicht über das sich schnell entwickelnde Forschungsgebiet der Partikeltherapie und stellen das gesamte weitgefächerte Spektrum von der Physik und Technologie der schweren Ionen über die Radiobiologie bis zur Anwendung neuer Ionen und Technologien dar. Sie benennen auch die ausschlaggebenden Faktoren, die über den künftigen Erfolg der Partikeltherapie entscheiden: Beispielsweise wird über die Kosteneffizienz in der klinischen Gemeinschaft kontrovers diskutiert, aufgrund des größeren Platzbedarfs und der höheren Kosten von Schwerionenanlagen im Vergleich zu Protonentherapiezentren. Die Schwerionentherapie ist teurer als die Röntgentherapie. Auf der anderen Seite legt die Strahlenbiologie nahe, dass Schwerionen beispielsweise äußerst wirksam sein können bei hypoxischen Tumoren, also Tumorgewebe mit einer schlechten Sauerstoffversorgung, und die Wirkung der Immuntherapie verbessern.

Somit ist für die Zukunft der Partikeltherapie noch viel weitere Forschung und Entwicklung notwendig, vor allem im Bereich der Beschleuniger und der Strahlführung, um kleinere und kostengünstigere Geräte zu erreichen, um die Teilchentherapie finanziell erschwinglich zu machen und um neue Behandlungsmodalitäten wie FLASH und radioaktive Ionenstrahlen für die bildgesteuerte Therapie zu nutzen.

Professor Durante und seine Mitautoren weisen abschließend darauf hin, dass die Kombination von leichten und schweren Ionen optimale biologische Wirkungen haben kann, und unterstreichen die Notwendigkeit weiterer vorklinischer Forschung in diesen Bereichen. „Das Potenzial von Schwerionen ist in den Kliniken noch längst nicht voll ausgeschöpft worden.“

Auch die aktuelle Forschung bei GSI und FAIR trägt einen wichtigen Teil zur Zukunft der Teilchentherapie bei, immer mit dem Ziel, das therapeutische Fenster in der Strahlentherapie weiter vergrößern. So war es beispielsweise in der aktuellen Experimentierzeit FAIR-Phase 0 erstmals gelungen, ein Kohlenstoffionen-FLASH-Experiment durchzuführen. Dabei geht es 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 noch schädigungsärmer eine hohe Strahlendosis in kurzer Zeit zu applizieren

Außerdem zielt das aktuelle Projekt BARB von Professor Marco Durante, das mit einem ERC-Advanced-Grant gewürdigt und gefördert wird, darauf ab, den selben Strahl für die Behandlung und für die Bildgebung während der Behandlung zu verwenden und so die Präzision zu steigern. Radioaktive Ionenstrahlen sind dafür das ideale Werkzeug. Erst hochmoderne Anlagen wie FAIR können solche intensiven Strahlen erzeugen. (BP)

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Veröffentlichung "Physics and biomedical challenges of cancer therapy with accelerated heavy ions" in Nature Reviews Physics (Englisch)

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Presse Aktuelles FAIR
news-5165 Fri, 19 Nov 2021 08:00:00 +0100 Yury Litvinov erhält APS-Fellowship https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5165&cHash=694b1dfe2d0e4c1efde836939fcb1002 Professor Yury Litvinov ist zum Fellow der American Physical Society (APS) gewählt worden. Litvinov ist Leiter der Gruppe SPARC-Detektoren (Stored Particles Atomic Physics Research Collaboration) innerhalb der Forschungsabteilung für Atomphysik bei GSI/FAIR. Litvinov wurde für diese prestigeträchtige Auszeichnung ausgewählt, weil er „herausragende Beiträge zu Präzisionsexperimenten mit Schwerionenspeicherringen für die disziplinübergreifende Forschung im Bereich der Kernstruktur, der Atomphysik und ... Professor Yury Litvinov ist zum Fellow der American Physical Society (APS) gewählt worden. Litvinov ist Leiter der Gruppe SPARC-Detektoren (Stored Particles Atomic Physics Research Collaboration) innerhalb der Forschungsabteilung für Atomphysik bei GSI/FAIR. Litvinov wurde für diese prestigeträchtige Auszeichnung ausgewählt, weil er „herausragende Beiträge zu Präzisionsexperimenten mit Schwerionenspeicherringen für die disziplinübergreifende Forschung im Bereich der Kernstruktur, der Atomphysik und der Astrophysik geleistet hat, und insbesondere für bahnbrechende Arbeiten über radioaktive Zerfälle hochgeladener Nuklide“.

Yury Litvinov studierte Physik in St. Petersburg und ist seit 1999 Wissenschaftler bei GSI. Im Jahr 2009 ging er für zwei Jahre an das Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg, wo er seine Habilitation abschloss. Seit 2011 ist Litvinov aktiv an den APPA/SPARC-Forschungsaktivitäten von FAIR beteiligt. Unter anderem ist er Koordinator der Experimente am Experimentierspeicherring ESR und seit 2012 Leiter der Gruppe „SPARC-Detektoren“ bei FAIR, die Teil der Abteilung „Atomphysik“ ist. Seit 2016 ist Litvinov Principal Investigator für den EU-finanzierten ERC Consolidator Grant „ASTRUm“ und seit 2017 hat er eine außerordentliche Professur an der Universität Heidelberg inne.

„Es ist mir eine große Ehre und ich freue mich sehr, diese wichtige Auszeichnung zu erhalten“, sagte Litvinov anlässlich seiner Ernennung. „Ich werde weiter danach streben, mithilfe der aktuell bei GSI und zukünftig auch FAIR sowie weltweit zur Verfügung stehenden Forschungsanlagen, Speicherringe und Fallensysteme das Wissen über Atom-, Kern- und Astrophysik zu erweitern und im Rahmen meiner Lehrtätigkeit auch an die Nachwuchsforschenden weiterzugeben.“

Die APS ist die wichtigste Berufsorganisation für Physiker*innen in den Vereinigten Staaten und eine der renommiertesten weltweit. Sie hat über 55.000 Mitglieder aus dem akademischen Bereich, den nationalen Laboratorien und der Industrie. Die Aufgabe der APS besteht darin, das physikalische Wissen zum Nutzen der Menschheit zu erweitern und zu verbreiten, die Physik zu fördern und der gesamten Physikgemeinschaft zu dienen. Die Fellows werden aufgrund ihrer herausragenden Beiträge zur Physik ausgesucht. Jedes Jahr werden auf der Grundlage eines genau definierten Nominierungs- und Bewertungsverfahrens nicht mehr als ein halbes Prozent der APS-Mitglieder zu Fellows gewählt. (CP)

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FAIR News (DEU) APPA News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5173 Wed, 17 Nov 2021 09:00:00 +0100 Große Bandbreite: Forschungsbeiträge von GSI/FAIR in „Nature Reviews“ 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=5173&cHash=fbaae9841ed0e371c2b22f89f8fb1863 Gleich zwei wichtige Forschungsbeiträge von GSI und FAIR sind bei der weltweit beachteten Online-Zeitschrift „Nature Reviews“ prominent nebeneinander erschienen. In beiden Themen steckt spezielle GSI- und FAIR-Forschungskompetenz auf internationalem Spitzenniveau: In der Rubrik „Perspective“ geht es um „Neue Richtungen der in der Hyperkern-Physik“, in der Rubrik „Review Article“ stehen „Physikalische und biomedizinische Herausforderungen der Krebstherapie mit beschleunigten Schwerionen“ im Fokus. Gleich zwei wichtige Forschungsbeiträge von GSI und FAIR sind bei der weltweit beachteten Online-Zeitschrift „Nature Reviews“ prominent nebeneinander erschienen. In beiden Themen steckt spezielle GSI- und FAIR-Forschungskompetenz auf internationalem Spitzenniveau: In der Rubrik „Perspective“ geht es um „Neue Richtungen der in der Hyperkern-Physik“, in der Rubrik „Review Article“ stehen „Physikalische und biomedizinische Herausforderungen der Krebstherapie mit beschleunigten Schwerionen“ im Fokus.

„Das eng beieinanderliegende Erscheinen der beiden Inhalte demonstriert exemplarisch das außerordentlich weite thematische Spektrum an Spitzenforschung bei GSI und FAIR von Grundlagenforschung bis angewandte Forschung. Ich freue mich sehr über die herausragende und breit aufgestellte Wissenschaft auf unserem Forschungscampus“, sagt der Wissenschaftliche Geschäftsführer von GSI und FAIR, Professor Paolo Giubellino.

Mit medizinischer Forschung beschäftigt sich der Beitrag von Professor Marco Durante, Leiter der GSI-Abteilung Biophysik, den er gemeinsam mit zwei renommierten Radioonkologen veröffentlicht hat: Professor Jürgen Debus, Wissenschaftlich-medizinischer Direktor des Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrums (HIT) und Ärztlicher Direktor der Klinik für Radio-Onkologie und Strahlentherapie an der Universität Heidelberg, und Professor Jay Stephen Loeffler, Leiter der Strahlenonkologie am Massachusetts General Hospital und der Harvard Medical School in Boston.

Der Artikel beschreibt den aktuellen Stand der Schwerionen-Strahlentherapie, mit der GSI in Europa als Erste begonnen hatte. Die klinischen Ergebnisse aus Japan und Deutschland sind vielversprechend, doch ist weitere Forschung und Entwicklung im Bereich der Beschleuniger und der Strahlführung erforderlich, um die Geräte kleiner und kostengünstiger zu machen und um neue, faszinierende Behandlungsmodalitäten wie FLASH und radioaktive Ionenstrahlen für die bildgesteuerte Therapie zu nutzen. Durante und seine Mit-Autoren weisen darauf hin, dass die Kombination von leichten und schweren Ionen – eher als ein „Allheilmittel“ zu sein – optimale biologische Wirkungen haben kann, und unterstreichen die Notwendigkeit weiterer vorklinischer Forschung in diesen Bereichen.

Um Grundlagenforschung dreht sich der Beitrag von Professor Takehiko R. Saito, leitender Wissenschaftler aus der GSI/FAIR-Forschungssäule NUSTAR, den er als Erstautor gemeinsam mit mehreren Forschungskolleg*innen veröffentlicht hat. Von GSI/FAIR waren Vasyl Drozd, Dr. Shizu Minami und Professor Christoph Scheidenberger beteiligt.

Die Forschenden lenken den Blick auf Hyperkerne; das sind Kerne, die neben Protonen und Neutronen einen weiteren Kernbaustein mit einem so genannten Strange-Quark enthalten. Die Untersuchungen solcher Hyperkerne mittels energetischer Schwerionenkollisionen haben bei den leichten Hyperkernen mit nur wenigen Protonen oder Neutronen und einem Λ-Hyperon - letzteres enthält das Strange Quark - einige Überraschungen ergeben, z.B. die unerwartete Existenz eines gebundenen Zustands von zwei Neutronen mit einem solchen Λ-Hyperon. „Die Lösung dieser Rätsel wird sich auf unser Verständnis nicht nur der grundlegenden baryonischen Wechselwirkungen mit Strange-Quarks, sondern auch der Beschaffenheit des tiefen Inneren von Neutronensternen auswirken. Wir fassen hier laufende Projekte und Experimente an verschiedenen Einrichtungen weltweit zusammen und skizzieren Zukunftsperspektiven“, erläutern die Autoren. (BP)

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Veröffentlichung "Physics and biomedial challenges of cancer therapy with accelerated heavy ions" in Nature Reviews Physics (Englisch)

Veröffentlichung "New directions in hypernuclear pysics" in Nature Reviews Physics (Englisch)

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Aktuelles FAIR
news-5171 Mon, 15 Nov 2021 07:22:00 +0100 Woher kommt das Gold? – Neue Erkenntnisse zur Elementsynthese 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=5171&cHash=84ee273a864085b7432b23502481db82 Wie werden chemische Elemente in unserem Universum produziert? Woher kommen insbesondere schwere Elemente wie Gold oder Uran? Mithilfe von Computersimulationen zeigt ein Forschungsteam des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt gemeinsam mit Kollegen aus Belgien und Japan, dass die Synthese von schweren Elementen typisch ist für bestimmte sogenannte Akkretionsscheiben – das sind scheibenförmige Materieansammlungen, die schwarze Löcher umkreisen. Wie werden chemische Elemente in unserem Universum produziert? Woher kommen insbesondere schwere Elemente wie Gold oder Uran? Mithilfe von Computersimulationen zeigt ein Forschungsteam des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt gemeinsam mit Kollegen aus Belgien und Japan, dass die Synthese von schweren Elementen typisch ist für bestimmte sogenannte Akkretionsscheiben – das sind scheibenförmige Materieansammlungen, die schwarze Löcher umkreisen. Die vorhergesagte Häufigkeitsverteilung der gebildeten Elemente gibt Aufschluss darüber, welche schweren Elemente in zukünftigen Labors wie der im Bau befindlichen Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR) untersucht werden müssen, um den Ursprung der schweren Elemente zu enträtseln. Die Forschungsergebnisse sind in der Fachzeitschrift „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“ veröffentlicht.

Alle heute auf der Erde existierenden schweren Elemente wurden unter extremen Bedingungen in astrophysikalischen Umgebungen gebildet: im Inneren von Sternen, in Sternexplosionen, sowie während der Kollision von Neutronensternen. Forschende beschäftigt die Frage, in welchem dieser astrophysikalischen Ereignisse die geeigneten Bedingungen zur Bildung der schwersten Elemente wie Gold oder Uran vorhanden sind. Die spektakuläre erste Beobachtung von Gravitationswellen und elektromagnetischer Strahlung einer Neutronensternverschmelzung im Jahr 2017 deutete darauf hin, dass viele schwere Elemente in diesen kosmischen Kollisionen erzeugt und freigesetzt werden können. Offen bleibt jedoch die Frage, wann und warum das Material herausgeschleudert wird und ob es womöglich noch andere Ereignisse gibt, in denen schwere Elemente produziert werden können.

Aussichtsreiche Kandidaten für die Produktion von schweren Elementen sind schwarze Löcher, die von einer Akkretionsscheibe aus dichter und heißer Materie umkreist werden. Ein solches System entsteht sowohl nach der Verschmelzung zweier massiver Neutronensterne als auch während eines sogenannten Kollapsars, dem Kollaps und der anschließenden Explosion eines rotierenden Sternes. Die interne Zusammensetzung solcher Akkretionsscheiben war bisher weitestgehend unverstanden, insbesondere was die Bedingungen angeht, unter denen sich ein Überschuss an Neutronen bildet. Eine hohe Anzahl an Neutronen ist eine Grundvoraussetzung für die Synthese schwerer Elemente, da sie den schnellen Neutroneneinfang (rapid neutron-capture process bzw. r-Prozess) ermöglicht. Eine Schlüsselrolle spielen dabei die nahezu masselosen Neutrinos, da sie eine Umwandlung zwischen Protonen und Neutronen ermöglichen.

„Wir haben in unserer Studie erstmals mittels aufwändiger Computersimulationen systematisch die Umwandlungsraten von Neutronen und Protonen für eine große Zahl an Scheibenkonfigurationen untersucht und dabei gefunden, dass die Scheiben sehr reich an Neutronen sind, solange bestimmte Bedingungen erfüllt sind“, erklärt Dr. Oliver Just aus der Gruppe „Relativistische Astrophysik“ der GSI-Forschungsabteilung „Theorie“. „Maßgeblich ist die Gesamtmasse der Scheibe. Je massereicher die Scheibe, desto öfter werden Neutronen aus Protonen durch Einfang von Elektronen und unter Abstrahlung von Neutrinos gebildet und stehen somit zur Synthese schwerer Elemente mittels r-Prozess zur Verfügung. Bei zu hohen Scheibenmassen spielt die entgegengesetzte Reaktion eine erhöhte Rolle, das heißt, es werden wieder mehr Neutrinos von Neutronen eingefangen, bevor sie die Scheibe verlassen. Diese Neutronen wandeln sich zurück in Protonen um, was den r-Prozess behindert.“ Wie die Studie zeigt, liegt die optimale Scheibenmasse für eine ergiebige Produktion an schweren Elementen bei etwa 0,01 bis 0,1 Sonnenmassen. Das Ergebnis liefert ein starkes Indiz, dass Neutronensternverschmelzungen, die Akkretionsscheiben mit genau diesen Massen erzeugen, der Ursprungsort eines großen Anteils der schweren Elemente sein könnten. Ob und wie häufig entsprechende Akkretionsscheiben in Kollapsar-Systemen vorkommen, ist allerdings derzeit noch unklar.

Neben den möglichen Prozessen des Massenauswurfs werden in der Forschungsgruppe rund um Privatdozent Dr. Andreas Bauswein auch die von der ausgestoßenen Materie erzeugten Lichtsignale erforscht, mithilfe derer man in zukünftigen Beobachtungen kollidierender Neutronensterne auf die Masse und Zusammensetzung der ausgestoßenen Materie rückschließen möchte. Ein wichtiger Baustein für das korrekte Auslesen dieser Lichtsignale ist die genaue Kenntnis der Massen und anderer Eigenschaften der neu gebildeten Elemente. „Diese Daten sind derzeit nur unzureichend vorhanden. Aber mit der nächsten Generation von Beschleunigern, beispielsweise mit FAIR, werden sie in Zukunft mit bisher unerreichter Genauigkeit gemessen werden können. Das gut koordinierte Zusammenspiel von theoretischen Modellen, Experimenten und astronomischen Beobachtungen wird uns Forschenden in den nächsten Jahren ermöglichen, Neutronensternverschmelzungen als Ursprung der r-Prozess-Elemente zu testen“, prognostiziert Bauswein. (CP)

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FAIR News (DEU) Presse Aktuelles FAIR
news-5169 Fri, 12 Nov 2021 09:00:00 +0100 Physik-Nobelpreisträger Giorgio Parisi leistet auch wesentliche Forschungsbeiträge für Forschung an 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=5169&cHash=21c2f86154a5f14db5a41c9e564b652b Der Physik-Nobelpreis wird in diesem Jahr „für bahnbrechende Beiträge zu unserem Verständnis komplexer physikalischer Systeme“ vergeben. Eine Hälfe geht an Professor Giorgio Parisi „für die Entdeckung des Zusammenspiels von Unordnung und Fluktuationen in physikalischen Systemen vom atomaren bis zum planetarischen Maßstab“, die andere an die Klimaforscher Professor Syukuro Manabe und Professor Klaus Hasselmann „für die physikalische Modellierung des Erdklimas, die Quantifizierung der Variabilität und die Der Physik-Nobelpreis wird in diesem Jahr „für bahnbrechende Beiträge zu unserem Verständnis komplexer physikalischer Systeme“ vergeben. Eine Hälfe geht an Professor Giorgio Parisi „für die Entdeckung des Zusammenspiels von Unordnung und Fluktuationen in physikalischen Systemen vom atomaren bis zum planetarischen Maßstab“, die andere an die Klimaforscher Professor Syukuro Manabe und Professor Klaus Hasselmann „für die physikalische Modellierung des Erdklimas, die Quantifizierung der Variabilität und die zuverlässige Vorhersage der globalen Erwärmung“. Mit seinen Arbeiten leistet Giorgio Parisi auch wichtige Beiträge zur Forschung bei GSI und FAIR, so zum CBM-Experiment und insbesondere zum PANDA-Experiment, zwei der vier großen Forschungssäulen des künftigen internationalen Beschleunigerzentrums FAIR.

Die Geschäftsführung von GSI und FAIR gratuliert herzlich zum Nobelpreis: „Wir freuen uns sehr mit Giorgio Parisi, der neben seinen mit dem Nobelpreis gewürdigten Beiträgen für herausragende Wissenschaft im Bereich der Elementarteilchenphysik steht, wie sie auch auf unserem Campus an GSI und FAIR betrieben wird.“

Der Italiener Giorgio Parisi hat sich zusätzlich zu und zeitlich vor seinen nun ausgezeichneten Arbeiten zu „Unordnung und Fluktuationen in physikalischen Systemen“ mit der Physik der Elementarteilchen beschäftigt. Er leistete zusammen mit dem italienischen Physiker Nicola Cabibbo einen wichtigen Beitrag zum Verständnis des Phasenübergangs zwischen Quark-Gluon-Plasma und hadronischer Materie und machte im Rahmen der APE Kollaboration (Array Processor Experiment am Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, INFN, in Italien) grundlegende Entdeckungen zur Struktur von Hadronen, insbesondere zu „Glueballs“. Seine bahnbrechende Veröffentlichung zusammen mit dem italienischen Physiker Guido Altarelli zu „Asymptotic freedom in parton language“ ( Nucl.Phys.B 126 (1977) 298-318 ) ist mit mehr als 7500 Zitationen eine der am meisten zitierten Arbeiten in der gesamten Kern-und Teilchenphysik und hat die Grundlagen gelegt für unser Verständnis der Rolle von Gluonen in Kollisionen zwischen Elementarteilchen und/oder Atomkernen bei hoher Energie. Sie hat zu den „DGLAP“-Gleichungen geführt, die zentral sind für die quantitative Beschreibung der allermeisten Hochenergie-Kollisionen.

Giorgio Parisis wissenschaftliche Ansätze werden auch in Zukunft viel Gewicht am künftigen Beschleunigerzentrum FAIR haben: Die Arbeit mit Cabibbo ist ein wichtiger Meilenstein für die Physik zum Quark-Gluon-Plasma und damit direkt verknüpft mit dem Physikprogramm des CBM Experimentes. Die Arbeiten mit der APE-Kollaboration und insbesondere die mit Altarelli, bilden unter vielem anderen auch die Basis für Forschung, die am PANDA-Experiment geplant sind.

Parisi hielt außerdem 2018 bei der „Quark Matter Konferenz“, der wichtigsten internationalen Konferenz auf diesem Gebiet, in Venedig den Eröffnungsvortrag zum wissenschaftlichen Programm mit dem Titel „Some considerations on the quark-gluon plasma“. Der erste Teil des Vortrags ging über das oben zitierten Cabibbo-Parisi-Papier und die heute noch aktuelle Frage der Thermalisierung in komplexen Systemen und bereitete damit den Boden zu wichtigen Diskussionen auf der Konferenz. Der zweite Teil beschäftigte sich mit der Struktur komplexer Systems, dem nun mit dem Nobelpreis ausgezeichneten Forschungsbereich.

In der Mitteilung des Nobelpreiskomitees zur Würdigung von Giorgio Parisis Leistung heißt es: „Um 1980 entdeckte Giorgio Parisi verborgene Muster in ungeordneten komplexen Materialien. Seine Entdeckungen gehören zu den wichtigsten Beiträgen zur Theorie der komplexen Systeme. Sie ermöglichen es, viele verschiedene und scheinbar völlig zufällige Materialien und Phänomene zu verstehen und zu beschreiben, nicht nur in der Physik, sondern auch in anderen, sehr unterschiedlichen Bereichen wie Mathematik, Biologie, Neurowissenschaften und maschinelles Lernen.“

Diese Bandbreite betont auch der Wissenschaftliche Geschäftsführer von GSI und FAIR, Professor Paolo Giubellino: „Die Entscheidung des Nobelpreiskomitees zeigt, wie eng scheinbar entferntere Forschungsbereiche zusammenhängen und wie wichtig die grundlegenden Methodiken zur komplexen Beschreibung von ganz unterschiedlichen naturwissenschaftlichen Phänomenen sind. Sie bringen sich gegenseitig voran und befruchten sich. Grundlagenforschung ist daher ganz entscheidend. Ich freue mich außerordentlich über diese besondere Würdigung der wissenschaftlichen Arbeit meines Kollegen und Freundes.“

Der gebürtige Römer Parisi schloss 1970 sein Physikstudium an der Universität La Sapienza in Rom ab, wo er seit 1992 Professor für Quantenphysik ist. Er arbeitet auf verschiedenen Teilgebieten der Physik, etwa der Hochenergiephysik, der Quantenchromodynamik, der Theorie der Phasenübergänge, der Statistischen Mechanik, der Mathematischen Physik, der Biophysik und in anderen Bereichen. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-5167 Wed, 10 Nov 2021 08:18:00 +0100 Ab sofort erhältlich: GSI- und FAIR-Jahreskalender für das Jahr 2022 https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5167&cHash=2ac644196287b870ad80afc53adc6492 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-Mitarbeitende 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). (LW)
 

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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5163 Mon, 08 Nov 2021 17:00:00 +0100 Neue Einblicke in die Struktur des Neutrons https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5163&cHash=f0126685e44e3a21f4e735f32476ea6f Sämtliche bekannten Atomkerne und damit fast die gesamte sichtbare Materie bestehen aus Protonen und Neutronen – und doch sind viele Eigenschaften dieser allgegenwärtigen Bausteine der Natur noch nicht verstanden. Insbesondere das Neutron als ungeladenes Teilchen verschließt sich vielen Messungen und es gibt auch 90 Jahre nach seiner Entdeckung noch viele offene Fragen, beispielsweise in Bezug auf seine Größe und seine Lebensdauer. Das Neutron besteht seinerseits aus drei Quarks, ... Gemeinsame Pressemitteilung mit der Johannes Gutenberg-Universität Mainz.

Sämtliche bekannten Atomkerne und damit fast die gesamte sichtbare Materie bestehen aus Protonen und Neutronen – und doch sind viele Eigenschaften dieser allgegenwärtigen Bausteine der Natur noch nicht verstanden. Insbesondere das Neutron als ungeladenes Teilchen verschließt sich vielen Messungen und es gibt auch 90 Jahre nach seiner Entdeckung noch viele offene Fragen, beispielsweise in Bezug auf seine Größe und seine Lebensdauer. Das Neutron besteht seinerseits aus drei Quarks, die, über Gluonen verbunden, darin umherschwirren. Physiker*innen nutzen elektromagnetische Formfaktoren, um diese dynamische innere Struktur des Neutrons zu beschreiben. Die Formfaktoren geben somit eine mittlere Verteilung von elektrischer Ladung und Magnetisierung innerhalb des Neutrons wieder und können experimentell bestimmt werden.

Weißer Fleck auf der Landkarte der Formfaktoren mit präzisen Daten gefüllt

„Ein einzelner Formfaktor, gemessen bei einer bestimmten Energie, sagt zunächst einmal nicht viel aus“, erläutert Prof. Dr. Frank Maas, Wissenschaftler am Mainzer Exzellenzcluster PRISMA+, dem Helmholtz-Institut Mainz (HIM) und dem GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt. „Erst die Kenntnis der Formfaktoren bei verschiedenen Energien erlaubt Rückschlüsse auf die Struktur des Neutrons.“ Für bestimmte Energiebereiche, die über klassische Streuexperimente von Elektronen an Protonen zugänglich sind, sind die Formfaktoren mit guter Genauigkeit bekannt. Für weitere Bereiche, die nur über sogenannte Annihilations-Experimente, bei denen sich Materie und Antimaterie gegenseitig vernichten, zugänglich sind, war dies bisher nicht der Fall.

Nun es ist es gelungen, am BESIII-Experiment in China genau diese Daten für den Energiebereich von 2 bis 3,8 Gigaelektronenvolt zu messen, und zwar im Vergleich zu vorherigen Messungen mit mehr als 60-mal größerer Genauigkeit, wie die Kollaboration in der aktuellen Ausgabe von Nature Physics berichtet. „Im übertragenen Sinne haben wir einen weißen Fleck auf der ,Landkarte‘ der Neutron-Formfaktoren, der bisher unbekanntes Terrain war, mit neuen Daten ausgefüllt“, sagt Frank Maas. „Diese sind nun ähnlich präzise wie Daten aus den korrespondieren Streuexperimenten. Dadurch wird sich die Datenlage hinsichtlich der Formfaktoren des Neutrons radikal verändern und wir erhalten auf diese Weise ein weit umfassenderes Bild über diesen wichtigen Baustein der Natur.“

Echte Pionierarbeit bei schwierigem Untersuchungsobjekt

Um in den gewünschten Bereich der Formfaktor-„Landkarte“ vordringen zu können, benötigen die Physiker*innen Antiteilchen. Für ihre Messungen nutzte die internationale Kollaboration daher den „Beijing Electron-Positron Collider II“. Hier werden Elektronen und ihre positiven Antiteilchen, die Positronen, in einem Beschleuniger zur Kollision gebracht und vernichten sich unter Aussendung verschiedener neuer Teilchenpaare gegenseitig – die Physik nennt dies Annihilation. Den Prozess, bei dem sich aus einem Elektron und einem Positron ein Neutron und ein Anti-Neutron bilden, haben die Forschenden mit dem BESIII Detektor beobachtet und analysiert. „Solche Annihilations-Experimente sind bei Weitem nicht so etabliert wie klassische Streuexperimente“, sagt Frank Maas. „Viel Entwicklungsarbeit war nötig, um das aktuelle Experiment durchführen zu können – die Intensität des Beschleunigers musste verbessert und der Detektor für das schwer fassbare Neutron praktisch neu erfunden werden. Auch die Analysetechnik ist alles andere als trivial. Da hat unsere Kollaboration echte Pionierarbeit geleistet.“

Weitere interessante Phänomene

Damit noch nicht genug: Bei ihren Messungen haben die Physiker*innen festgestellt, dass der Formfaktor in Abhängigkeit der Energie keine glatte Linie ergibt, sondern ein oszillierendes Muster zeigt, bei dem die Ausschläge mit zunehmender Energie kleiner werden. Dieses überraschende Verhalten haben sie in ähnlicher Weise beim Proton beobachtet – allerdings sind die Ausschläge gespiegelt, also phasenverschoben. „Das neue Feature spricht zunächst einmal dafür, dass die Nukleonen keine einfache Struktur haben“, erläutert Frank Maas. „Nun sind unsere Kolleginnen und Kollegen in der Theorie gefragt, Modelle für dieses außergewöhnliche Verhalten zu entwickeln.“

Schließlich rückt die BESIII-Kollaboration mit ihren Messungen noch das Bild des Verhältnisses der Formfaktoren von Neutron und Proton zurecht. Hier hatte das FENICE-Experiment vor vielen Jahren ein Verhältnis größer eins gemessen, was bedeutet, dass das Neutron durchgehend einen größeren Formfaktor aufweist als das Proton. „Da das Proton geladen ist, würde man es aber genau umgekehrt erwarten“, so Frank Maas. „Und genau dies sehen wir, wenn wir unsere Daten zum Neutron mit kürzlich bei BESIII gemessenen Daten zum Proton vergleichen. Hier haben wir unser Bild der kleinsten Teilchen also wieder zurechtgerückt.“

Aus dem Kleinen heraus das Große verstehen

Wichtig sind die neuen Erkenntnisse vor allem, weil sie sehr grundlegend sind, meint Frank Maas.  „Sie geben einen neuen Einblick in die fundamentalen Eigenschaften des Neutrons. Zudem können wir durch den Blick auf die kleinsten Bausteine der Materie auch Phänomene verstehen, die sich in den größten Dimensionen abspielen – wie die Verschmelzung zweier Neutronensterne. Diese Physik der Extreme ist schon sehr faszinierend.“ (JGU/JL)

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Presse Aktuelles
news-5161 Thu, 04 Nov 2021 08:00:00 +0100 Eine Passion für Präzision https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5161&cHash=f75b45b43a5dff73c5912bbfc418364f Der Otto-Hahn-Preis 2021 geht an Professor Klaus Blaum vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg. Die Auszeichnung ist mit 50.000 Euro dotiert und wird gemeinsam von der Stadt Frankfurt am Main, der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) und der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) getragen. Die Verleihung erfolgte am 5. November im festlichen Rahmen der Frankfurter Paulskirche. Durch seine wissenschaftliche Arbeit, aber auch durch wichtige Gremientätigkeiten ist Klaus Blaum seit langem Dieser Text basiert auf einer gemeinsamen Pressemitteilung der Stadt Frankfurt am Main, der Gesellschaft Deutscher Chemiker e. V. (GDCh) sowie der Deutschen Physikalischen Gesellschaft e. V. (DPG)

Der Otto-Hahn-Preis 2021 geht an Professor Klaus Blaum vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg. Die Auszeichnung ist mit 50.000 Euro dotiert und wird gemeinsam von der Stadt Frankfurt am Main, der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) und der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) getragen. Die Verleihung erfolgte am 5. November im festlichen Rahmen der Frankfurter Paulskirche. Durch seine wissenschaftliche Arbeit, aber auch durch wichtige Gremientätigkeiten ist Klaus Blaum seit langem mit GSI und FAIR verbunden. Beispielsweise war er viele Jahre als Mitglied im GSI-Aufsichtsrat tätig sowie stellvertretender Vorsitzender des FAIR-GSI Joint Scientific Council.

„Eine Passion für Präzision“ charakterisiert in prägnanter Form die Forschung des Physikers Klaus Blaum, der in diesem Jahr mit dem Otto-Hahn-Preis ausgezeichnet wird. Seine Arbeiten sind wegbereitend für weite Bereiche der Atom-, Kern- und Teilchenphysik, insbesondere für den Test der fundamentalen Kräfte der Natur im Mikrokosmos.

„Die Fragen, mit denen sich Klaus Blaum auseinandersetzt, sind nur auf den ersten Blick weit weg von unserer Lebenswirklichkeit“, beschreibt Oberbürgermeister Peter Feldmann die Arbeiten des Preisträgers. „Er ist, wie man als Laie vielleicht sagen könnte, der Kartograph des Mikrokosmos. Mit Akribie und Genauigkeit vermisst er, welche Kräfte dort walten. Durch ihn begreifen wir die Wirkmechanismen unserer Umwelt. Er beweist, dass die so verstandene Arbeit im Kleinen eben nicht klein-klein ist – sondern, ganz im Gegenteil, unser Verständnis von Welt geradezu herausfordert.“

„Mit seiner Forschung erweitert Blaum unsere Erkenntnisse von den grundlegenden Eigenschaften der Bestandteile der uns umgebenden Materie“, ergänzt Lutz Schröter, Präsident der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. Die Forschungsaktivitäten von Blaum sind weit gefächert und lassen sich am besten mit dem „Studium exotischer Teilchen und Zustände“ zusammenfassen. Dazu gehören Untersuchungen an hochgeladenen Ionen, an kurzlebigen Atomkernen, an Antimaterie sowie an schwersten, künstlichen Elementen.

„Mit Klaus Blaum erhält ein Ausnahmewissenschaftler den Otto-Hahn-Preis", sagt Peter R. Schreiner, Präsident der Gesellschaft Deutscher Chemiker. „Die Erkenntnisse aus seinen Arbeiten schaffen auch für die chemische Forschung wichtige Grundlagen.“

Heute werden die Eigenschaften elementarer Teilchen und die zwischen ihnen wirkenden Kräfte oft bei höchsten Energien untersucht. Eine Reihe grundlegender Fragen der Teilchenphysik und der Kosmologie lassen sich aber besonders gut bei niedrigen Energien verfolgen.

Da hier die Effekte in der Regel außerordentlich winzig sind, ist höchste Präzision gefordert. Dazu entwickelte Blaum mit seiner Gruppe eine große Anzahl ausgeklügelter Techniken und führte die Experimente oft nur an einzelnen Teilchen bei tiefsten Temperaturen durch. Mittels einer Reihe brillanter Ideen und durch außergewöhnliches Experimentiergeschick kombinierte er anspruchsvolle Techniken der Atom-, Kern- und Beschleunigerphysik.

Blaum hat seine wissenschaftlichen Ergebnisse in mehr als 450 wissenschaftlichen Artikeln in den führenden und international höchst anerkannten Physikzeitschriften veröffentlicht. Obgleich er mit 49 Jahren in Wissenschaftskreisen als jung gilt, gehört er bereits zu den weltweit produktivsten und meistzitierten Forscherinnen und Forschern auf dem Gebiet der Präzisionsphysik und Messtechnik.

Klaus Blaum wurde am 27. Dezember 1971 in Bad Sobernheim in Rheinland-Pfalz geboren. Er studierte Physik an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, wo er nach dem Diplom 1997 und mehreren Forschungsaufenthalten am Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) in Richland, USA, im Jahr 2000 bei Ernst-Wilhelm Otten (1934 - 2019) promoviert wurde. Im Anschluss war er bis 2002 wissenschaftlicher Mitarbeiter am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt und arbeitete am Europäischen Kernforschungszentrum CERN bei Genf. Dort war er bis 2004 Projektleiter für „Massenspektrometrie exotischer Kerne mit ISOLTRAP an ISOLDE“. Im Oktober 2004 übernahm Blaum für vier Jahre die Position des Projektleiters der Helmholtz-Hochschul-Nachwuchsgruppe „Experimente mit gespeicherten und gekühlten Ionen“ an der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz. 2006 habilitierte er sich dort über Hochpräzisionsmassenspektrometrie mit Penningfallen für geladene Teilchen und Speicherringen.

Blaum lehrte von 2004 bis 2008 an der Universität Mainz. Für seine Lehrtätigkeit wurde ihm der Lehrpreis des Landes Rheinland-Pfalz 2006 verliehen. Im Oktober 2007 erhielt er im Alter von nur 35 Jahren die Berufung zum Direktor und wissenschaftlichen Mitglied des Max-Planck-Instituts für Kernphysik in Heidelberg. Im April 2008 folgte seine Berufung zum Honorarprofessor (W3) der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg. Seit Juli 2020 ist Blaum als Vizepräsident der Max-Planck-Gesellschaft zuständig für die Institute der Chemisch-Physikalisch-Technischen Sektion.

Schon in jungen Jahren wurde Blaum mit einer Reihe von hoch angesehenen Preisen ausgezeichnet, darunter 2004 mit dem Gustav-Hertz-Preis der Deutschen Physikalischen Gesellschaft für seine hervorragenden Arbeiten über die Massenbestimmung instabiler Atomkerne sowie 2012 mit dem Helmholtz-Preis der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) und 2020 mit dem Lise-Meitner-Preis der Europäischen Physikalischen Gesellschaft (EPS). 2019 wurde er als Auswärtiges Mitglied in die Physikklasse der "Royal Swedish Academy of Sciences" aufgenommen.

Der Otto-Hahn-Preis wird gemeinsam von der Stadt Frankfurt am Main, der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) und der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) verliehen. Er dient der Förderung der Wissenschaft insbesondere auf den Gebieten der Chemie, Physik und der angewandten Ingenieurwissenschaften durch die Anerkennung herausragender wissenschaftlicher Leistungen. Er ist mit 50 000 Euro dotiert und wird alle zwei Jahre mit einem Festakt in der Frankfurter Paulskirche verliehen. (DPG/GDCh/Stadt Frankfurt/BP)

Weitere Informationen

Stream von der Verleihung des Otto-Hahn-Preises 2021 an Klaus Blaum

Über Klaus Blaum

Über den Otto-Hahn-Preis

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Aktuelles FAIR
news-5159 Tue, 02 Nov 2021 10:00:00 +0100 Italienischer Botschafter zu Gast 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=5159&cHash=f23e8d0b3be22ceb4d519838ac562cb2 Hochrangiger Besuch auf dem GSI/FAIR-Campus in Darmstadt: Der Italienische Botschafter S.E. Armando Varricchio war vor Kurzem zu Gast bei GSI und FAIR. Gemeinsam mit dem italienischen Generalkonsul Andrea Esteban Samà aus Frankfurt und Kulturattaché Dr. Michele Santoriello informierte er sich über die Erfolge und Perspektiven der Forschung bei GSI und FAIR und nutzte die Gelegenheit, italienische Wissenschaftler*innen vor Ort kennenzulernen. Hochrangiger Besuch auf dem GSI/FAIR-Campus in Darmstadt: Der Italienische Botschafter S.E. Armando Varricchio war vor Kurzem zu Gast bei GSI und FAIR. Gemeinsam mit dem italienischen Generalkonsul Andrea Esteban Samà aus Frankfurt und Kulturattaché Dr. Michele Santoriello informierte er sich über die Erfolge und Perspektiven der Forschung bei GSI und FAIR und nutzte die Gelegenheit, italienische Wissenschaftler*innen vor Ort kennenzulernen.

Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR, Professor Marco Durante, Leiter der GSI-Abteilung Biophysik, Professorin Silvia Masciocchi, Leiterin der Forschungsgruppe ALICE bei GSI, und Dr. Ingo Peter, Leiter der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit von GSI und FAIR, empfingen die italienischen Gäste. Im Mittelpunkt des Besuchsprogramms standen die aktuellen und geplanten Forschungstätigkeiten sowie die Hightech-Entwicklungen für FAIR, insbesondere die italienischen Aktivitäten dabei.

S.E. Botschafter Armando Varricchio gilt als einer der profiliertesten und bekanntesten Diplomanten der Republik Italien. Er verfügt über breite internationale Erfahrung auf verschiedenen politischen Ebenen und war diplomatischer Berater mehrerer italienischer Ministerpräsidenten. Seit Juni 2021 ist er Italienischer Botschafter in Deutschland, zuvor war er als Botschafter in den Vereinigten Staaten tätig. Armando Varricchio zeigte sich bei seinem Besuch beeindruckt von den vielversprechenden Perspektiven, die sich durch das internationale Beschleunigerzentrum FAIR ergeben, das derzeit bei GSI entsteht: „FAIR ist ein faszinierendes internationales Projekt, das einzigartige Möglichkeiten bietet und neue Entwicklungen vorantreibt. Die Forschung und die Experimente bei GSI und FAIR sind wichtig für den wissenschaftlichen Fortschritt, von dem die ganze Gesellschaft profitieren kann. Ich freue mich, dass Italien hier durch die Mitarbeit zahlreicher engagierter, italienischer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie durch die italienische Hightech-Industrie eine wichtige Rolle spielt.“

„Ich bin außerordentlich erfreut, dass wir Armando Varricchio herzlich bei uns willkommen heißen konnten. Wir fühlen uns sehr geehrt, dass eine seiner ersten Reisen als Botschafter in Deutschland zu unserer Forschungseinrichtung führt und danken ihm für das große Interesse an unserer Wissenschaft“, sagte Professor Paolo Giubellino. „Die italienische Wissenschafts-Community und GSI/FAIR sind eng verbunden, Forschende aus Italien leisten hervorragende Beiträge in einer Vielzahl von wissenschaftlichen und technischen Bereichen bei GSI und FAIR, und Italien hat durch die Herstellung von High-Tech-Komponenten für FAIR einen großen industriellen Nutzen. Wir hoffen, dass wir diese erfolgreiche Zusammenarbeit mit Italien künftig noch weiter ausbauen können.“

Italien ist wissenschaftlich und technologisch stark bei GSI/FAIR engagiert: Auf eine langjährige Zusammenarbeit von italienischen Forschungseinrichtungen wie der italienischen nationalen Kernphysikinstitution (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, INFN) und GSI/FAIR aufbauend, sind italienische Forschende in vielen Bereichen und Kollaborationen bei GSI und FAIR vertreten. Dies gilt beispielsweise für den Bereich der Biophysik mit seiner großen thematischen Bandbreite von Weltraumforschung bis Tumortherapie, oder für das Großexperiment R3B, das Reaktionsexperimente mit hochenergetischen exotischen Kernen ermöglicht. Außerdem sind über 40 Mitarbeitende von GSI/FAIR Italiener*innen, darunter der wissenschaftliche Geschäftsführer und zwei Abteilungsleitende.

Außerdem werden mehrere wichtige Aufträge für FAIR-Hightech-Komponenten von italienischen Unternehmen umgesetzt. So werden beispielsweise die supraleitenden Magnete für den Fragmentseparator (Super-FRS), die zentrale Apparatur des NUSTAR-Experiments, von der Firma ASG Superconductors und die Stromrichter von OCEM hergestellt, beides italienische Firmen. Weitere Beispiele für wichtige technologische Zusammenarbeit gibt es auch beim großen FAIR-Ringbeschleuniger: Teile des Testprogramms für die Quadrupol-Modulreihe werden in einer Test-Einrichtung im italienischen Salerno durchgeführt.

Bei einem geführten Rundgang konnten sich die Gäste ausführlich über FAIR informieren. Zu den Stationen, an denen junge italienische Forschende ebenso wie verantwortliche Wissenschaftler*innen Einblicke in ihre Arbeit gaben, gehörten das Großexperiment HADES, der Medizinbestrahlungsplatz der Biophysik und die Testeinrichtung für supraleitende Beschleunigermagneten. Außerdem konnten die Gäste von der Aussichtsplattform direkt an der FAIR-Baustelle den Fortschritt beim Bau des künftigen Beschleunigerzentrums in Augenschein nehmen. Anschließend gab es Gelegenheit für eine Zusammenkunft der diplomatischen Besucher mit italienischen Wissenschaftler*innen und eine kurze Ansprache des Botschafters an seine Landsleute, die bei GSI/FAIR arbeiten. (BP)

Über S.E. Botschafter Armando Varricchio

Armando Varricchio ist seit 21. Juni 2021 Italienischer Botschafter in der Bundesrepublik Deutschland, nachdem er seit dem 2. März 2016 als Italienischer Botschafter in den Vereinigten Staaten tätig war.

In der Ständigen Vertretung Italiens bei der Europäischen Union, als Kabinettschef des Ministers für Europäische Angelegenheiten und als Diplomatischer Berater des Präsidenten der Europäischen Kommission befasste sich Botschafter Varricchio hauptsächlich mit europäischen und transatlantischen Themen. Als Diplomatischer Berater der Ministerpräsidenten Enrico Letta und Matteo Renzi und zuvor als Beigeordneter Diplomatischer Berater von Staatspräsident Giorgio Napolitano betreute er die kompliziertesten internationalen Themen, insbesondere Sicherheitsfragen.

Als persönlicher Vertreter ("Sherpa") bei den G7-/G8- und G20-Gipfeln behandelte er sowohl auf nationaler als auch auf europäischer Ebene die wichtigsten globalen Themen, speziell Wirtschafts- und Finanzfragen.

Er war Botschafter in Belgrad und zuvor Leiter der Wirtschaftsabteilung der Botschaft in Washington, während er als junger Diplomat in Budapest die Auflösung des Warschauer Paktes und der Sowjetunion erlebte. Sein Studium der internationalen Beziehungen an der Universität Padua schloss er mit Auszeichnung (Laurea con lode) ab und schlug 1986 eine diplomatische Karriere ein, bis er 2014 den Rang eines Botschafters erreichte. Zuvor war er in der Privatwirtschaft als Assistent des Finanzdirektors des italienischen Textilunternehmens Marzotto Group tätig.

Er ist Träger des Großkreuzes des Verdienstordens der Italienischen Republik und erhielt zahlreiche Ehrungen aus dem Ausland.

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Aktuelles FAIR
news-5157 Thu, 28 Oct 2021 08:42:00 +0200 GSI-Biophysiker Dr. Christian Graeff und Dr. Burkhard Jakob erhalten Professuren an der TU 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=5157&cHash=9cee13c3ec58b568101c1431ce5ee353 Zwei neue Professuren stärken das Profil von GSI/FAIR in Forschung und Lehre: Dr. Christian Graeff und Dr. Burkhard Jakob, beide aus der GSI-Abteilung Biophysik, werden ab dem Wintersemester als Professoren eine Lehrtätigkeit an der TU Darmstadt ausüben. Zwei neue Professuren stärken das Profil von GSI/FAIR in Forschung und Lehre: Dr. Christian Graeff und Dr. Burkhard Jakob, beide aus der GSI-Abteilung Biophysik, werden ab dem Wintersemester als Professoren eine Lehrtätigkeit an der TU Darmstadt ausüben.

Dr. Christian Graeff, der die Gruppe Medizinische Physik innerhalb der GSI-Biophysik leitet, ist neuer Professor am Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik (ETIT) der TU Darmstadt. Seine Lehrtätigkeit liegt im Rahmen des Masterstudiengangs Medizintechnik, der Kenntnisse und Fähigkeiten in den Ingenieurswissenschaften und der Humanmedizin vermittelt. Nach seinem Studium des Medizin-Ingenieurwesens an der TU Hamburg-Harburg hat Christian Graeff über Computertomographie-gestützte Osteoporosediagnostik zum Dr.-Ingenieur promoviert und zunächst als Postdoc in der Gruppe Medizinische Physik in der GSI-Abteilung Biophysik gearbeitet, bevor er 2012 die Leitung dieser Gruppe übernahm.

Schwerpunktthemen sind neben neuartigen Anwendungen von Ionenstrahlen (beispielsweise Forschungen zur Behandlung von Herzrhythmusstörungen mit dem Einsatz von Kohlenstoffionen) auch die Entwicklung von Verfahren zur Bestrahlung bewegter Ziele mit gescannten Ionenstrahlen sowie die Entwicklung neuer Therapiekontrollsysteme für das Rasterscanning. Für seine wissenschaftlichen Leistungen wurde Christian Graeff unter anderem mit dem Günther-von-Pannewitz-Preis der Deutschen Gesellschaft für Radioonkologie (DEGRO) ausgezeichnet sowie mit dem Behnken-Berger-Preis für junge Nachwuchswissenschaftler*innen.

Dr. Burkhard Jakob, der die Gruppe Molekulare Radiobiologie und Bildgebung innerhalb der GSI-Biophysik leitet, übernimmt eine Honorarprofessur am Fachbereich Biologie der TU Darmstadt. Zu seiner Lehrtätigkeit gehört beispielsweise die Durchführung des Mastermoduls „Strahlenbiophysik“. Nach seinem Studium der Chemie an der Universität Würzburg promovierte Burkhard Jakob über oxidationsempfindliche Fluoreszenzfarbstoffe zur Bestimmung der Ozonverteilung in Blättern. Zu GSI kam er 1999 als Postdoc, danach war er in der Gruppe Molekulare Radiobiologie als Seniorwissenschaftler tätig, bevor er 2019 die Leitung dieser Gruppe übernahm.

Schwerpunkte seiner Forschung liegen auf den biologischen Auswirkungen und der mikroskopischen Visualisierung von molekularen und zellulären Antworten auf ionisierende Strahlung wie DNA-Schäden und deren Reparaturmechanismen speziell nach Teilchenbestrahlung. Für seine wissenschaftlichen Leistungen erhielt Burkhard Jakob unter anderem den Preis der Deutschen Gesellschaft für Strahlenbiologische Forschung (GBS) für junge Wissenschaftler und den Hanns-Langendorff-Preis für den ersten Nachweis einer lokalen Schadensantwort im Zellkern nach dichtionisierender Teilchenstrahlung sowie den Messungen dynamischer Reparaturprozesse in lebenden Zellen an den Strahlplätzen der GSI.

Der Leiter der Abteilung, Marco Durante, der bereits Professor an der TUDa-Physik ist, sagte: „Ich bin sehr stolz auf die Gruppenleiter der Abteilung Biophysik. Ihre Berufung an die TUDa ist ein Zeichen für die Weltklasse-Wissenschaft, die unsere Gruppe bei GSI betreibt, und für die Qualität der Gruppenleiter. Die GSI-Biophysik ist weltweit führend in der Erforschung der biologischen Wirkungen schwerer Ionen und ihrer Anwendungen in der Therapie und im Weltraum.“ (BP)

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Aktuelles FAIR
news-5155 Mon, 25 Oct 2021 08:00:00 +0200 Vereinbarung stärkt Verbindung zwischen GSI/FAIR und polnischen Universitäten https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5155&cHash=1bf106cc452e37ae4760b86ff36bce3c Eine neue Kooperationsvereinbarung stärkt die Verbindung zwischen GSI/FAIR und den beiden polnischen Universitäten Wrocław University of Science and Technology (WUST) und University Wrocław (UWr). Die Vereinbarung im Rahmen des GET_INvolved-Programms wurde vor kurzem in Dresden während der Deutsch-Polnisch-Tschechischen Wissenschaftsplattform unterzeichnet, einer internationalen Wissenschaftskonferenz auf Einladung von Bundesforschungsministerin Anja Karliczek in Kooperation mit dem sächsischen Ministerprä Eine neue Kooperationsvereinbarung stärkt die Verbindung zwischen GSI/FAIR und den beiden polnischen Universitäten Wrocław University of Science and Technology (WUST) und University Wrocław (UWr). Die Vereinbarung im Rahmen des GET_INvolved-Programms wurde vor kurzem in Dresden während der Deutsch-Polnisch-Tschechischen Wissenschaftsplattform unterzeichnet, einer internationalen Wissenschaftskonferenz auf Einladung von Bundesforschungsministerin Anja Karliczek in Kooperation mit dem sächsischen Ministerpräsidenten Michael Kretschmer.

Die trilaterale Wissenschaftsplattform stand unter dem Motto „Grenzüberschreitende Innovationen für Mitteleuropa“. Die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) in enger Zusammenarbeit mit dem Freistaat Sachsen organisierte Konferenz brachte hochrangige Vertreter aus Politik, Bildung und Forschung aus Polen, der Tschechischen Republik und Deutschland zusammen, unter anderem nahmen Bundestagspräsident Wolfgang Schäuble, der polnische Ministerpräsident Mateusz Morawiecki und Petr Očko, der tschechische Vizeminister für Handel und Industrie daran teil.

Die Plattform bot große Perspektiven zu drängenden Themen wie nachhaltige regionale Zusammenarbeit, Industrie 4.0, wasserstoffbasierte Mobilitätsoptionen für die Zukunft, Industriebeteiligung an der Gründung von mehr Start-ups in einem tri- oder bilateralen Rahmen, bestehende Partnerschaften und Finanzierungsprogramme für die Mobilität junger Forschender und Studierender und zeigte auch auf, wie man von bestehenden Partnerschaften profitieren kann. Die Teilnehmenden diskutierten außerdem die Chancen und Herausforderungen von Forschung und Innovation für die nachhaltige wirtschaftliche Entwicklung Mitteleuropas.

Am zweiten Tag fand eine Podiumsdiskussion zum Thema deutsch-polnische Zusammenarbeit bei internationalen Großgeräten statt, die von Frau Ministerialdirigentin Dr. Oda Keppler vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) moderiert wurde. Diskussionsteilnehmer waren Professor Paolo Giubellino (Wissenschaftlicher Geschäftsführer GSI/FAIR, Alicja Nowakowska (Stellvertretende Vorsitzende des Verwaltungs- und Finanzausschusses von FAIR, Jagiellonen-Universität Polen) und Professor Maciej Chorowski (Wrocław University of Science and Technology, Polen). Die Podiumsteilnehmer informierten über das FAIR-Projekt als exemplarisches Beispiel für die deutsch-polnische Zusammenarbeit und betonten die Wichtigkeit eines gemeinsamen internationalen Vorgehens, einer wissenschaftlichen Zusammenarbeit und von starken Wirtschafts-Partnerschaften, um Spitzentechnologie in die wissenschaftliche Infrastruktur und auf den Markt zu bringen.

Die Veranstaltung markierte schon einen weiteren Schritt in der Zusammenarbeit zwischen GSI/FAIR und den polnischen Universitäten auf der Grundlage gegenseitiger Interessen mit dem Ziel, die Mobilitätsmöglichkeiten für junge Studierende und Forschende zu fördern, Synergien zwischen den Partnern zu erzeugen und die Schaffung eines Rahmens für den Aufbau von Kapazitäten für den künftigen FAIR-Betrieb zu erleichtern. Bei der feierlichen Unterzeichnung in Gegenwart von Staatssekretär Professor Wolf-Dieter Lukas beurkundeten die polnischen Universitätsvertreter Professor Przemyslaw Wiszewski, Rektor Universität Wrocław, und Professor Maciej Chorowski, Wrocław University of Science and Technology, gemeinsam mit den FAIR-Geschäftsführern Dr. Ulrich Breuer und Professor Paolo Giubellino die Partnerschaftsvereinbarungen. Die Veranstaltung wurde live über die Streaming-Plattform des BMBF auf dessen Website übertragen.

Professor Paolo Giubellino sagte: „Das FAIR-Projekt ist ein internationales Projekt zum Aufbau einer Weltklasse-Einrichtung für Wissenschaftler*innen der nächsten Generation. Polen ist eines der Gründungsmitglieder von FAIR. Ich freue mich sehr, dass zwei der führenden polnischen Universitäten und FAIR/GSI zusammenarbeiten, um Mobilitätsmöglichkeiten zu fördern und Nachwuchsforschende darin zu unterstützen, in der Grundlagenwissenschaft und bei fortschrittlichen Technologien zusammenzuarbeiten. Internationale Kollaborationen sind essenziell, um die Qualität der Forschung zu verbessern und die Entwicklung von Talenten zu fördern. Die GET_INvolved-Partnerschaften mit der Universität Breslau und der Wrocław University of Science and Technology sind Beispiele für unsere fruchtbare Zusammenarbeit mit polnischen Universitäten bei der Schaffung von Möglichkeiten für junge Wissenschaftler*innen.“

Professor Przemyslaw Wiszewski sagte: „Die Universität Wrocław möchte gemeinsam mit anderen Forschungszentren internationale Spitzenforschung betreiben. Dazu ist es wichtig, unsere geografische Lage zu nutzen. Hier in Mitteleuropa, im Dreiländereck von Polen, Tschechien und Deutschland, wollen wir europaweit wichtige Forschungen und Projekte durchführen. Unser Ziel ist es, dass Europa in einigen Jahren von einem starken internationalen Forschungskonsortium erfährt, in dem nicht nur Forschende aus unseren drei Ländern zusammenarbeiten, sondern für das wir, dank der starken wissenschaftlichen Position, hervorragende Forschende aus der ganzen Welt anziehen.“

Professor Maciej Chorowski sagte: „Die Wrocław University of Science and Technology ist ein anerkanntes Exzellenzzentrum für Kryotechnik – eine Schlüsseltechnologie für supraleitende Hochenergiebeschleuniger. Dank des Baus der FAIR-Beschleunigeranlage haben wir die einzigartige Gelegenheit, hochmoderne Komponenten zu entwickeln und zu liefern, die das Kühlen auf Tiefsttemperaturen von supraleitenden Magneten und Sammelschienen ermöglichen. Die bei FAIR und anderen Großforschungseinrichtungen gesammelten Erfahrungen ermöglichen es uns, aktiv an der wasserstoffgetriebenen Transformation von Energieerzeugung und Mobilität mitzuwirken. Die GET_INvolved-Partnerschaft mit FAIR wird Studierenden und jungen Forschenden den Zugang zu einer globalen Forschungsgemeinschaft erleichtern.“

Professor Dariusz Lydzba sagte: „An der Wrocław University of Science and Technology streben wir an, eine bedeutende europäische Forschungsuniversität zu werden. Deshalb ist die Entwicklung der internationalen Zusammenarbeit so wichtig für uns. Nicht nur, um zu zeigen, welche Möglichkeiten und Labore wir haben, sondern auch, um den Wissenschaftler*innen von Wrocław Tech den Zugang zu den Lösungen unserer europäischen Partner zu erleichtern. Diese Vereinbarung ist ein Beleg dafür, aber auch ein klares Signal, dass die Position der Wrocław University of Science and Technology stärker wird. Ich glaube, dass dies für alle Mitglieder des Konsortiums ein großer Schritt in die Zukunft sein wird, und wir werden nicht lange auf die Effekte warten müssen.“ (BP)

Weitere Informationen

Für weitere Informationen über das GET_INvolved-Programm können sich Interessierte an die jeweiligen Koordinatoren Dr. Pradeep Ghosh (GSI und FAIR, Pradeep.Ghosh@fair-center.eu), Dr. Jaroslaw Polinksi (WUST, jaroslaw.polinski@pwr.edu.pl) und Professor Eugeniusz Zych (University of Wrocław, prorektor.nauka@uwr.edu.pl) wenden.

Weiterführende Links
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Aktuelles FAIR
news-5151 Thu, 21 Oct 2021 08:00:00 +0200 Auf der Jagd nach Hyperkernen: Der WASA-Detektor 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=5151&cHash=b2ee0e9bdea0b670272f82743b49e84a Mit dem WASA-Detektor wird bei GSI/FAIR gerade ein besonderes Instrument aufgebaut. In der kommenden Experimentierzeit der FAIR-Phase 0 in 2022 sollen damit am Fragmentseparator FRS sogenannte Hyperkerne erzeugt und untersucht werden. Dazu wird der tonnenschwere Aufbau in einer aufwändigen Prozedur in die Forschungsanlage eingebaut. Die wissenschaftliche Bedeutung der geplanten Experimente mit Hyperkernen zeigt auch ein aktueller Übersichtsartikel in der Fachzeitschrift „Nature Reviews Physics“, ... Mit dem WASA-Detektor wird bei GSI/FAIR gerade ein besonderes Instrument aufgebaut. In der kommenden Experimentierzeit der FAIR-Phase 0 in 2022 sollen damit am Fragmentseparator FRS sogenannte Hyperkerne erzeugt und untersucht werden. Dazu wird der tonnenschwere Aufbau in einer aufwändigen Prozedur in die Forschungsanlage eingebaut. Die wissenschaftliche Bedeutung der geplanten Experimente mit Hyperkernen zeigt auch ein aktueller Übersichtsartikel in der Fachzeitschrift „Nature Reviews Physics“, an dem GSI/FAIR-Forschende federführend beteiligt sind.

Ganz besonderen exotischen Atomkernen wollen die Wissenschaftler*innen in der kommenden Experimentierzeit nachjagen: sogenannten Hyperkernen. Gewöhnliche Atomkerne bestehen aus Protonen und Neutronen, die sich wiederum aus insgesamt drei Up- und Down-Quarks zusammensetzen. Ersetzt man eins der Quarks durch eine andere Sorte, nämlich durch ein Strange-Quark, erhält man ein Hyperon. Atomkerne, in denen ein oder mehrere Hyperonen eingebaut sind, heißen Hyperkerne. Sie lassen sich mithilfe von Teilchenkollisionen an Beschleunigern erzeugen. Anschließend können ihre Zerfälle in Messaufbauten wie dem WASA-Detektor und dem FRS beobachtet und ihre Eigenschaften im Detail untersucht werden.

Professor Takehiko Saito, leitender Wissenschaftler aus der GSI/FAIR-Forschungssäule NUSTAR, ist Erstautor der Veröffentlichung „New directions in hypernuclear physics“ (dt. Neue Wege in der Hyperkern-Physik) in der Fachzeitschrift „Nature Reviews Physics“, in der bisherige Ergebnisse, offene Fragen und neue Möglichkeiten im Bereich der Hyperkernforschung aufgezeigt werden. „Die Hyperkerne könnten Licht auf die Vorgänge im Inneren von Neutronensternen werfen. Nach aktuellen Vorhersagen sollten Hyperkerne dort sehr zahlreich vorkommen. Allerdings sind einige ihrer Eigenschaften noch nicht hinreichend genau bekannt. Unter anderem wollen die Forschenden in den geplanten Experimenten die Bindungsenergie und die Lebensdauern von verschiedenen Hyperkernen genauer bestimmen sowie neue Variationen entdecken“, berichtet Saito. „Dazu hat das schon früher bei GSI/FAIR durchgeführte HypHI-Experiment bereits entscheidende Vorarbeiten geleistet, stieß nun aber an seine Grenzen. Die Kombination aus WASA und FRS verspricht verbesserte Ergebnisse und Informationen zu liefern. Der Detektor hat eine höhere Nachweiseffizienz für die Messung aller Zerfallsprodukte der Hyperkerne. In Zukunft wird auch die FAIR-Anlage, die gerade errichtet wird, umfassende neue Möglichkeiten zur Erforschung der Hyperkerne eröffnen.“

WASA steht für „Wide Angle Shower Apparatus”, auf Deutsch: Weitwinkel-Apparat für (Teilchen-)Schauer. Das Design erlaubt die Verfolgung einer großen Anzahl von Teilchenspuren aus hochenergetischen Kernkollisionen. So ist das Instrument dann auch eine riesige, fast geschlossene Kugel, die innen mit einer Vielzahl von Messgeräten bestückt ist, die teils wie Stacheln nach außen ragen. Sie bestehen aus Szintillations- und Gasdetektoren, die geladene und neutrale Teilchen nachweisen können. Im Inneren steckt ein supraleitender Solenoid-Magnet, der mit flüssigem Helium auf vier Kelvin abgekühlt werden muss. Die meisten Teile des Detektors werden derzeit durch die internationale WASA@FRS-Kollaboration modernisiert. Einen großen Anteil an der Entwicklung und den Verbesserungen des Detektors trägt dabei das japanische Team der Kollaboration.

Verantwortlich für den technischen Aufbau des WASA-Detektors am FRS sind die beiden NUSTAR-Ingenieure Tobias Weber und Philipp Schwarz. „Aufgrund der engen räumlichen Gegebenheiten war der kompakte und leistungsfähige WASA-Detektor die beste Wahl für das Experiment am FRS“, erläutert Weber. „Wir mussten dazu Teile des FRS ausbauen, um Platz für WASA freizuräumen.“ Schwarz ergänzt: „Um den Detektor an seinen Einsatzort zu bringen, mussten wir die tonnenschweren, aber höchst empfindlichen Komponenten des Detektors mittels mehrerer Deckenkräne vorsichtig quer durch unsere Experimentierhallen transportieren. Bisher hat alles gut und dem Zeitplan entsprechend geklappt. Demnächst können wir die Inbetriebnahme am FRS starten, damit für die Experimente nächstes Jahr alles bereit ist.“

Vor dem Einbau bei GSI/FAIR hat WASA schon einige Einsätze hinter sich gebracht. Der Aufbau wurde ursprünglich am Svedberg-Labor in Schweden und später am COSY-Ring des Forschungszentrums Jülich genutzt. Auch die Nutzung am FRS ist nur temporär. Im Anschluss an die Experimente wird er ausgebaut, so dass der FRS wieder bereit für weitere NUSTAR-Experimente zur Untersuchung exotischer Nuklide ist. (CP)

Weitere Informationen
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FAIR News (DEU) NUSTAR News (DEU) Presse Aktuelles FAIR
news-5153 Mon, 18 Oct 2021 08:00:00 +0200 SPARC PhD Award geht an Robert Klas https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5153&cHash=fa49cb315fc5d6f109e8d9a4a9a1915c Robert Klas vom Helmholtz-Institut Jena, einer Außenstelle von GSI, hat den diesjährigen Promotionspreis der SPARC-Kollaboration erhalten. Verliehen wurde der sogenannte SPARC PhD Award 2021 während des online stattfindenden 18. Workshops der Kollaboration im September. Mit dem Preis wurde Klas‘ Promotionsarbeit “Efficiency Scaling of High Harmonic Generation using Ultrashort Fiber Lasers“ (dt. Effizienzskalierung der Erzeugung hoher Harmonischer mittels Ultrakurzpulsfaserlaser) gewürdigt. Robert Klas vom Helmholtz-Institut Jena, einer Außenstelle von GSI, hat den diesjährigen Promotionspreis der SPARC-Kollaboration erhalten. Verliehen wurde der sogenannte SPARC PhD Award 2021 während des online stattfindenden 18. Workshops der Kollaboration im September. Mit dem Preis wurde Klas‘ Promotionsarbeit “Efficiency Scaling of High Harmonic Generation using Ultrashort Fiber Lasers“ (dt. Effizienzskalierung der Erzeugung hoher Harmonischer mittels Ultrakurzpulsfaserlaser) gewürdigt.

Die Arbeit befasst sich mit leistungsstarken lasergesteuerten Quellen im XUV-Bereich als Alternative zu großtechnischen Lichtquellen wie Synchrotrons oder Freie-Elektronen-Lasern (FEL). Diese können, wie Klas zeigte, durch die Erzeugung hoher Harmonischer (High Harmonic Generation, HHG) von ultraschnellen Faserlasern mit hoher Durchschnittsleistung erreicht werden. Solche laserähnlichen XUV-Quellen, die weniger komplex und für den Benutzer besser zugänglich sind, finden heute Anwendung in der linsenlosen Bildgebung oder der zeitaufgelösten Spektroskopie. Insbesondere können sie mit den Speicherringanlagen bei GSI und FAIR für die Präzisionsspektroskopie kombiniert werden. Diese Verbindung wird eine einzigartige Forschung über den heutigen Stand der Technik hinaus ermöglichen.

Zur Umsetzung wurde eine Machbarkeitsstudie zur XUV-Photoionisation von Kohlenstoffionen auf der Grundlage einer lasergetriebenen XUV-Quelle vorgeschlagen, erhielt Strahlzeit und wurde von der SPARC-Kollaboration am CRYRING in den Jahren 2019 und 2021 durchgeführt. Klas hat im Rahmen seiner Promotion bahnbrechende Beiträge geleistet, um erstmals XUV-Laserspektroskopie an Schwerionenspeicherringen zu ermöglichen. Die Arbeiten wurden an der Friedrich-Schiller-Universität Jena, am Fraunhofer Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik in Jena und am Helmholtz-Institut Jena durchgeführt.

Der SPARC PhD Award wird seit 2018 jährlich verliehen und ist mit einem Preisgeld von 200 Euro verbunden. Mit dem Preis wird die beste Promotionsarbeit innerhalb der Kollaboration bezüglich der Atomphysik mit Schwerionen an den Forschungsanlagen von GSI und FAIR geehrt. SPARC steht für Stored Particles Atomic Physics Research Collaboration (dt. Forschungskollaboration für die Atomphysik mit gespeicherten Teilchen). Aktuell gehören über 400 Mitglieder aus 26 Ländern der Kollaboration an. Sie experimentieren mit den bestehenden atomphysikalischen Anlagen bei GSI und bereiten neue Experimente und Aufbauten am zukünftigen FAIR-Beschleuniger vor. (CP)

Weitere Informationen

 

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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5143 Mon, 11 Oct 2021 08:00:00 +0200 Fortschritte beim Linearbeschleuniger HELIAC: Kryomodul 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=5143&cHash=77bb60a83898dad3e848bd0d31c67ab3 Mit dem HElmholtz LInear ACcelerator HELIAC ist bei GSI/FAIR ein Dauerstrich-Linearbeschleuniger in Planung, der mit seinem kontinuierlichen Teilchenstrahl neue Forschungsmöglichkeiten eröffnet. Das erste kryogene Beschleunigermodul des HELIAC, der sogenannte Advanced Demonstrator, wurde nun erstmals mit flüssigem Helium auf vier Kelvin abgekühlt und getestet. Mit dem HElmholtz LInear ACcelerator HELIAC ist bei GSI/FAIR ein Dauerstrich-Linearbeschleuniger in Planung, der mit seinem kontinuierlichen Teilchenstrahl neue Forschungsmöglichkeiten eröffnet. Das erste kryogene Beschleunigermodul des HELIAC, der sogenannte Advanced Demonstrator, wurde nun erstmals mit flüssigem Helium auf vier Kelvin abgekühlt und getestet.

Insgesamt fünf Meter lang ist der Kryostat des HELIAC-Demonstrators. In Zukunft wird er drei Beschleunigerkavitäten vom Typ Crossbar H-mode (CH) sowie eine Strahlfokussierungskavität (Buncher) enthalten. Diese Komponenten befinden sich noch im Test bzw. in der Fertigung. Deshalb sind zum jetzigen Zeitpunkt äußerlich identische Ersatzkavitäten verbaut, die jedoch keine inneren Strukturen enthalten. Sie werden genutzt, um das mechanische Verhalten des Moduls unter Abkühlung zu untersuchen. Bereits fertig eingebaut sind zwei Solenoidlinsen und zwei Korrekturelemente – beide supraleitend.

Erstmals konnte der Demonstrator nun erfolgreich auf vier Kelvin heruntergekühlt werden. Dazu wurde flüssiges Helium von der GSI-Magnettestanlage verwendet. Die supraleitenden Solenoidlinsen wurden genutzt, um Schwerionenstrahl aus dem GSI-Hochladungsinjektor durch das Kryomodul zu fokussieren und mit Hilfe von Korrekturspulen auf der Achse zu halten.

„So konnten mit dem Aufbau bereits alle relevanten transversalen strahloptischen Untersuchungen erfolgreich durchgeführt werden. Damit ist ein wichtiger Zwischenschritt bei der Inbetriebnahme des Moduls erreicht“, erläutert Professor Winfried Barth, Leiter der Sektion 1 für Beschleuniger und integrierte Detektoren am Helmholtz-Institut Mainz und gleichzeitig Leiter der Abteilung „Linac“ bei GSI/FAIR. Das Helmholtz-Institut Mainz, eine Außenstelle von GSI, verantwortet alle Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten zum Bau des HELIAC.

„In Kürze wird der Advanced Demonstrator in das Labor für Supraleitende Radiofrequenz des Helmholtz-Instituts Mainz transportiert, das einmalige Fertigungsinfrastruktur zur Verfügung stellt und die zur Endmontage des Kryomoduls erforderlichen hochreinen Bedingungen bereit stellt“, ergänzt sein Stellvertreter und HELIAC-Projektleiter Dr. Maksym Miski-Oglu. „Dort sollen in einem nächsten Schritt die drei funktionalen CH-Kavitäten und der Buncher in das Kryomodul integriert werden. Die endgültige Inbetriebnahme mit Schwerionenstrahl ist für Mitte 2022 bei GSI/FAIR geplant.“

Die ebenfalls supraleitenden CH-Kavitäten des HELIAC können schwere Ionen mit hoher Effizienz beschleunigen. Aufgrund ihres Dauerstrich-Betriebsmodus bezeichnet man den Aufbau auch als cw-Linac (cw für engl. continuous wave). Von dem kontinuierlichen Teilchenstrahl des HELIAC sollen in Zukunft mehrere Experimentbereiche profitieren, beispielsweise die Forschung an neuen superschweren Elementen und die Materialforschung. (CP)

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Aktuelles
news-5149 Thu, 07 Oct 2021 11:00:00 +0200 Neuer Sensor für SARS-CoV-2 und andere Viren auf Basis von GSI-Nanotechnologie https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5149&cHash=00ed5ee7f020349cca1ee3c26ea967d5 Der einfache und schnelle Nachweis von Viren ist in einer Pandemie entscheidend. Auf der Basis von Single-Nanopor-Membranen von GSI hat ein internationales interdisziplinäres Forscherteam ein Testverfahren entwickelt, das SARS-CoV-2 mit der gleichen Empfindlichkeit wie ein qPCR-Test und in nur zwei Stunden in Speichel nachweist, ohne dass die Probe vorbehandelt werden muss. Darüber hinaus kann der Sensor infektiöse von nicht-infektiösen Coronaviren unterscheiden – eine entscheidende Innovation. Der einfache und schnelle Nachweis von Viren ist in einer Pandemie entscheidend. Auf der Basis von Single-Nanopor-Membranen von GSI hat ein internationales interdisziplinäres Forscherteam ein Testverfahren entwickelt, das SARS-CoV-2 mit der gleichen Empfindlichkeit wie ein qPCR-Test und in nur zwei Stunden in Speichel nachweist, ohne dass die Probe vorbehandelt werden muss. Darüber hinaus kann der Sensor infektiöse von nicht-infektiösen Coronaviren unterscheiden – eine entscheidende Innovation.

Durch die Verknüpfung verschiedener Technologien hat ein interdisziplinäres Team von Wissenschaftler*innen der Materialforschung des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung, des Nationalen Wissenschaftlichen und Technischen Forschungsrates (CONICET) in Argentinien und der University of Illinois in den USA einen hochempfindlichen Nanoporen-Sensor entwickelt, der gezielt SARS-CoV-2-Viren und humane Adenoviren in verschiedensten Proben wie Speichel, Serum oder Umweltproben wie Abwasser nachweist. Der Sensor kombiniert zwei Schlüsselkomponenten: einen empfindlichen Nanokanal und hochspezifische DNA-Moleküle, die an der Kanaloberfläche angebracht sind. Nach Angaben der Forschungsgruppen ist die Methode genauso präzise wie PCR-Tests, aber einfacher und schneller und liefert Ergebnisse in weniger als zwei Stunden. Die Ergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht.

Die Technologie zur Herstellung von Membranen mit einzelnen Nanoporen wurde am GSI über viele Jahre entwickelt. Dünne Polymerfilme werden am Linearbeschleuniger UNILAC mit einem einzelnen hochenergetischen Schwerionenprojektil (z.B. 1 GeV Goldion) beschossen. Dort, wo das Ion die Folie passiert, erzeugt es eine nanoskopische Schadensspur, die durch chemisches Ätzen in einen offenen Nanokanal umgewandelt wird. Der Durchmesser und die Form des Kanals werden durch die Ätzparameter eingestellt. Für diese Arbeit wurden asymmetrische Nanoporen mit einer kleinen Öffnung von weniger als 50 Nanometern hergestellt. Die geringe Größe und die spezifische Geometrie gewährleisten eine besonders hohe Empfindlichkeit für Transportprozesse durch den Kanal.

Die Selektivität des Sensors wird durch einen In-vitro-Selektionsprozess für DNA-Fragmente erreicht, sogenannte Aptamere, die in die Nanopore eingebaut werden. Diese Aptamere sind nicht nur in der Lage, das Virus zu erkennen, sondern können auch erkennen, ob es infektiös ist oder nicht. Die hier verwendeten Aptamere wurden von Ana Sol Peinetti während ihrer Arbeit als Postdoktorandin an der University of Illinois in Urbana-Champaign entwickelt. Da sie mit der GSI-Nanoporen-Technologie durch ihre vorherige Arbeit mit der Gruppe von Omar Azzaroni am Institut für theoretische und angewandte physikalisch-chemische Forschung (INIFTA, CONICET-UNLP) (Argentinien) vertraut war, konnte sie beide Technologien erfolgreich kombinieren.

Dass mit dieser Methode infektiöse und nicht infektiöse Viren unterschieden werden können, ist laut den Wissenschaftler*innen eine wesentliche Neuerung. Die bekannten PCR-Tests weisen virales Erbgut nach, können aber nicht unterscheiden, ob eine Probe infektiös ist oder ob eine Person ansteckend ist. Die einzigen Tests, die derzeit infektiöse Viren nachweisen können, sind Plaque-Tests. Sie erfordern eine spezielle Vorbereitung und tagelange Inkubation, bevor sie Ergebnisse liefern, während der neue Aptamer-Nanoporen-Sensor Ergebnisse innerhalb von 30 Minuten bis zu zwei Stunden liefert und keine Vorbehandlung der Probe nötig ist. 

Ob ein Virus infektiös ist oder nicht gibt nicht nur Aufschluss darüber, ob Patient*innen ansteckend sind, sondern bietet auch eine Möglichkeit, herauszufinden, ob bestimmte Inaktivierungsstrategien tatsächlich funktionieren. "Zusammen mit Omar Azzaroni und Ana Sol Peinetti (jetzt Gruppenleiterin am Institut für Chemie, Physik der Materialien, Umwelt und Energie in Buenos Aires) arbeiten wir in einem neuen Projekt zusammen, in dem auf der Grundlage dieses neuen Sensors die Effizienz verschiedener Virusinaktivierungsprotokolle getestet werden soll", erklärt Maria Eugenia Toimil-Molares, Leiterin der Ionen-Spur-Nanotechnologiegruppe bei GSI. 

Die Nanoporen-Sensortechnologie hat auch über die Corona-Pandemie hinaus großes Potenzial. "Um andere Viren nachzuweisen, muss man nach einem Pool von Molekülen suchen, die als Aptamere dienen: neue Moleküle für neue Viren. Wir beabsichtigen sogar, Aptamere zu erhalten, die zwischen verschiedenen Varianten von SARS-Cov-2 unterscheiden können", erklärt Peinetti. In der Veröffentlichung zeigen die Autoren auch den Nachweis infektiöser humaner Adenoviren, die weltweit für wasserbedingte Atemwegserkrankungen verantwortlich sind. 

Über den Virusnachweis hinaus bildet die GSI-Nanoporentechnologie die Grundlage für weitere Sensoroptionen. Zahlreiche Gruppen auf der ganzen Welt entwickeln spezifische Funktionalisierungsstrategien, um Nanoporen-Sensoren selektive Funktionalitäten zu verleihen. Nanoporen in Ionenspurmembranen sind sehr vielseitig, da sie so modifiziert werden können, dass sie auf viele verschiedene äußere Veränderungen wie Temperatur, pH-Wert, Licht, Spannung oder das Vorhandensein bestimmter Ionenspezies, Moleküle oder Medikamente reagieren. In den letzten Jahren wurden in Zusammenarbeit mit den Kollegen am INIFTA mehrere hochempfindliche Nanoporen-Sensorplattformen entwickelt. "Unsere Vision ist es, die funktionalisierte Nanoporenmembran in ein tragbares Gerät zum schnellen und effizienten Nachweis und zur Diagnose von Viren zu integrieren", sagt Christina Trautmann, Leiterin der GSI-Abteilung Materialforschung. (LW)

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Original-Veröffentlichung: Direct detection of human adenovirus and SARS-CoV-2 with ability to inform infectivity using a DNA aptamer-nanopore sensor

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FAIR News (DEU) Presse Aktuelles FAIR
news-5147 Mon, 04 Oct 2021 12:59:02 +0200 Helmholtz-Akademie für Forschung am Teilchenbeschleuniger FAIR gegründet https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5147&cHash=d33772cd315db17e4dba74860cce3958 Das Hessische Ministerium für Wissenschaft und Kunst hat die Gründung einer Forschungsakademie zur Förderung des Engagements hessischer Universitäten am Teilchenbeschleuniger FAIR bewilligt und fördert diese mit drei Millionen Euro pro Jahr. Die neue Helmholtz Forschungsakademie Hessen für FAIR (HFHF) mit den drei Standorten Darmstadt, Frankfurt und Gießen unterstützt die auf FAIR ausgerichtete Wissenschaft an der Technischen Universität Darmstadt, der Goethe-Universität Frankfurt und der Justus-Liebig-Uni Dieser Text basiert auf einer Pressemitteilung des Hessischen Ministeriums für Wissenschaft und Kunst (HMWK)

Das Hessische Ministerium für Wissenschaft und Kunst hat die Gründung einer Forschungsakademie zur Förderung des Engagements hessischer Universitäten am Teilchenbeschleuniger FAIR bewilligt und fördert diese mit drei Millionen Euro pro Jahr. Die neue Helmholtz Forschungsakademie Hessen für FAIR (HFHF) mit den drei Standorten Darmstadt, Frankfurt und Gießen unterstützt die auf FAIR ausgerichtete Wissenschaft an der Technischen Universität Darmstadt, der Goethe-Universität Frankfurt und der Justus-Liebig-Universität Gießen.

„Mit FAIR entsteht eine weltweit einzigartige Anlage, die auch für die hessische Forschungslandschaft von herausragender Bedeutung ist“, erklärt Hessens Wissenschaftsministerin Angela Dorn. „Mit dem Teilchenbeschleuniger wird es möglich sein, den Aufbau der Materie und die Entwicklung des Universums vom Urknall bis heute zu erforschen. Es geht um Grundlagenwissen ebenso wie um die Entwicklung neuartiger Anwendungen für Technik und Medizin. Dabei sollen die hessischen Universitäten eine führende Rolle spielen. Auch die klugen Köpfe von morgen sollen von dieser Quelle des Wissens profitieren – die hessischen Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler und die Studierenden. Dafür etablieren wir die Helmholtz-Forschungsakademie Hessen für FAIR.“

Die internationale Großforschungsanlage FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) entsteht als außeruniversitäre Forschungseinrichtung neben dem Gelände des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt. Die Forschungsakademie soll als universitätsübergreifende Einrichtung die an den drei Hochschulen und am Frankfurt Institute für Advanced Studies (FIAS) vorhandene Expertise in den FAIR-Forschungsgebieten ausbauen und langfristig etablieren. Das Land hat die auf FAIR ausgerichtete Forschung an den Universitäten schon im Rahmen der LOEWE-Exzellenzinitiative unterstützt und so die Etablierung von rund 30 neuen Professuren ermöglicht. Die Forschungsakademie HFHF widmet sich nun hauptsächlich der Förderung des talentierten Nachwuchses.

„Da FAIR Forschung auf Weltniveau für mehrere Jahrzehnte verspricht, ist es essentiell, schon heute die besten Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler zu gewinnen und zu fördern, um diese langfristigen Möglichkeiten optimal zu nutzen. Die Forschungsakademie ermöglicht es uns, an den Universitäten dieses Ziel zu erreichen und eine führende Rolle in der FAIR-Forschung zu spielen“, betont Prof. Dr. Dr.-Ing. Peter Kämpfer, Sprecher des Akademierats der HFHF und Vizepräsident für Forschung und Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses an der Justus-Liebig-Universität Gießen.

Die wissenschaftliche Ausrichtung der Forschungsakademie HFHF wird von acht Direktorinnen und Direktoren koordiniert, die eine Professur an den Partneruniversitäten von HFHF haben und international ausgewiesene Expertinnen und Experten auf den unterschiedlichen Forschungsgebieten von FAIR sind. Der geschäftsführende Direktor der Forschungsakademie, Prof. Dr. Dr. h. c. Marcus Bleicher von der Goethe-Universität Frankfurt, sieht in der neuen Einrichtung eine einmalige Chance: „Die Förderung durch die Forschungsakademie erlaubt es mir und meinen Kolleginnen und Kollegen an den Partnerinstitutionen, langfristig auf FAIR ausgerichtete Forschung auf hohem internationalen Niveau zu betreiben und eine führende Rolle in den unterschiedlichen FAIR-Forschungsgebieten zu spielen.“

Ein internationales Evaluationskomitee hat den Forschungsplan der HFHF für 2021 bis 2025 sehr positiv begutachtet und zur Umsetzung empfohlen. „Im Expertengremium waren wir sehr beeindruckt von dem Forschungsplan, der uns zur Evaluierung vorgelegt worden ist. Auf dieser Basis wird die Forschungsakademie exzellente wissenschaftliche Ergebnisse erzielen können und den hessischen Universitäten bei der FAIR-Forschung eine führende Rolle sichern“, fasst Professor Karl-Heinz Kampert, Astroteilchenphysiker an der Bergischen Universität Wuppertal und Vorsitzender des Evaluationskomitees, das Ergebnis zusammen.

Die drei an der Forschungsakademie beteiligten Universitäten tragen jährlich insgesamt 5 Millionen Euro zur akademischen Ausstattung der HFHF bei. „Das ist uns die Förderung exzellenten wissenschaftlichen Nachwuchses und die Zusammenarbeit mit GSI wert“, betont Prof. Dr. Barbara Albert, Vizepräsidentin für Forschung und wissenschaftlichen Nachwuchs der TU Darmstadt.

Das GSI flankiert die Förderung durch bilaterale Zusammenarbeiten mit Forschungsgruppen der Partneruniversitäten und des FIAS-Instituts im finanziellen Umfang von ebenfalls 3 Millionen Euro pro Jahr. „Wir setzen hier eine Tradition langfristig fort, von der GSI und später FAIR sowie unsere hessischen Partner stark profitieren werden. Es ist für unser Zentrum essentiell, nicht nur Spitzenforschung zu ermöglichen, sondern auch den wissenschaftlichen Nachwuchs für diese Forschung zu begeistern. Dies ist uns durch die enge Zusammenarbeit mit den Universitäten gelungen. HFHF wird diese Tradition nicht nur fortsetzen, sondern weiter ausbauen, zum Vorteil der Forschung allgemein, aber vor allem zur Sicherung des Wissenschaftsstandorts Hessen“, freut sich Prof. Dr. Dr. h.c. mult. Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR und Professor für Kernphysik an der TU Darmstadt. (HMWK/BP)

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Die Helmholtz-Forschungsakademie Hessen für FAIR

Pressemitteilung des Hessischen Ministeriums für Wissenschaft und Kunst

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Aktuelles FAIR
news-5145 Fri, 01 Oct 2021 10:00:00 +0200 Online-Veranstaltungen „Meet a scientist“: Als Schulklasse mit Forschenden ins Gespräch kommen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5145&cHash=1aea3f76d5594877ab4155f0b60e3337 Was passiert in einer Supernova-Explosion? Wozu beschleunigen wir Teilchen? Was beinhaltet die Arbeit von Forschenden? Diesen und vielen anderen Fragen können Oberstufenschüler*innen in den interaktiven Online-Veranstaltungen von „Meet a scientist“ auf den Grund gehen. Vom 25. Oktober bis zum 5. November 2021 besteht die Möglichkeit für Schulklassen, mit Wissenschaftler*innen von GSI und FAIR ins direkte Gespräch zu kommen. Was passiert in einer Supernova-Explosion? Wozu beschleunigen wir Teilchen? Was beinhaltet die Arbeit von Forschenden? Diesen und vielen anderen Fragen können Oberstufenschüler*innen in den interaktiven Online-Veranstaltungen von „Meet a scientist“ auf den Grund gehen. Vom 25. Oktober bis zum 5. November 2021 besteht die Möglichkeit für Schulklassen, mit Wissenschaftler*innen des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung und der Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR) in Darmstadt ins direkte Gespräch zu kommen.

Die jeweils einstündigen Veranstaltungen beginnen mit einem kurzen Impulsvortrag zum Forschungsthema der Wissenschaftler*innen, im Anschluss stehen sie bereit, um sich von den Schüler*innen befragen zu lassen. „Dabei kann und soll es nicht nur um fachliche Fragen gehen, sondern auch um den Alltag von Forschenden. Die Schüler*innen sind eingeladen, auch über andere Aspekte wie Studienwahl, Karriere, Vereinbarkeit von Familie und Beruf oder Genderaspekte zu reden“, sagt Projektleiter und Initiator Dr. Arjan Vink, Leiter der GSI/FAIR-Drittmittelstelle. „Diese tieferen Einblicke in die Wissenschaft sollen einen Anreiz für die Jugendlichen setzen, auch eine Karriere in der Wissenschaft bei der anstehenden Berufswahl in Betracht zu ziehen.“

Die über 20 teilnehmenden Forschenden von GSI und FAIR wurden in vorangehenden Workshops gezielt darauf vorbereitet, den Schüler*innen mit eigens für das Projekt angeschafftem technischem Equipment für Videokonferenzen Rede und Antwort zu stehen. Alle wissenschaftlichen Thematiken rund um GSI und FAIR werden abgedeckt: Ob Bau und Betrieb von Beschleunigern, die Arbeit an riesigen Detektoren zur Messung von Kernreaktionen, die Vorgänge im Weltall, die Erforschung neuer, superschwerer Elemente oder die Tumortherapie mit Ionenstrahlen – für alle diese und noch viel mehr Forschungsgebiete stehen Expert*innen zur Verfügung. Karrierestufen von Doktorand*innen bis zu Professor*innen sind vertreten, um einen Einblick in den Karriereweg zu geben.

Die Veranstaltungen finden online als Videokonferenzen statt. Lehrkräfte der Oberstufe können Termine für „Meet a scientist“ im Klassenverband anfragen. Die Klassen können sich dann entweder als Einzelpersonen oder im Verband in die Veranstaltungen einwählen. Eine Übersicht über die teilnehmenden Wissenschaftler*innen, die zur Verfügung stehenden Zeiten sowie über die Teilnahmemodalitäten findet sich unter www.gsi.de/meet-a-scientist. Interessierte könnten sich im Web direkt anmelden oder sich mit Rückfragen an meetascientist(at)gsi.de wenden. Bei hoher Nachfrage besteht die Möglichkeit, dass das Projekt über die zwei Wochen hinaus fortgesetzt wird.

Das Pilotprojekt „Meet a scientist“ wird vom Hessisches Ministerium für Wissenschaft (HMWK) und Kunst und von der Helmholtz Forschungsakademie Hessen für FAIR (HFHF) unterstützt. (CP)

Weitere Informationen:
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FAIR News (DEU) Presse Aktuelles FAIR
news-5141 Fri, 24 Sep 2021 11:46:21 +0200 GSI und FAIR bei „Highlights der Physik 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=5141&cHash=0658657dd53aa2a38b4fc81da458b4a6 Vom 27. September bis zum 2. Oktober 2021 findet in Würzburg das große Wissenschaftsfestival „Highlights der Physik“ statt. Zentrales Element ist eine große Mitmachausstellung auf dem Marktplatz. Wissenschaftler*innen aus ganz Deutschland präsentieren dort ihre Forschung und stehen für Fragen, Erklärungen und Diskussionen zur Verfügung. Auch GSI und FAIR sind mit einem Stand vertreten und bieten Wissen und Unterhaltung rund um die zukünftige Teilchenbeschleunigeranlage FAIR - das Universum im Labor. Diese Meldung basiert auf einer Pressemitteilung der Highlights der Physik

Vom 27. September bis zum 2. Oktober 2021 findet in Würzburg das große Wissenschaftsfestival „Highlights der Physik“ statt. Zentrales Element ist eine große Mitmachausstellung auf dem Marktplatz. Wissenschaftler*innen aus ganz Deutschland präsentieren dort ihre Forschung und stehen für Fragen, Erklärungen und Diskussionen zur Verfügung. Auch GSI und FAIR sind mit einem Stand vertreten und bieten Wissen und Unterhaltung rund um die zukünftige Teilchenbeschleunigeranlage FAIR - das Universum im Labor. 

Am GSI- und FAIR-Stand auf dem Marktplatz lockt das Beschleunigerspiel Publikum an: Groß und Klein können selbst ausprobieren, wie ein Teilchenbeschleuniger funktioniert und mehr über eines der größten Bauprojekte für die Grundlagenforschung erfahren. Wer nicht vor Ort in Würzburg ist, kann trotzdem teilnehmen: Die Ausstellung ist an drei Tagen per Live-Stream auf YouTube zu besuchen. Am Freitag, 1. Oktober, ist auch der Stand von GSI und FAIR dabei. In einem anschließend Live-Chat können alle Online-Zuschauer*innen Fragen stellen und interaktiv teilnehmen.

Neben der Ausstellung gibt es täglich Wissenschaftsshows auf der Open-Air-Bühne am Marktplatz, ein vielseitiges Vortragsprogramm, Live-Experimente, sowie ein umfangreiches Onlineangebot mit interaktivem Kinderprogramm. Im Audimax der Universität Würzburg findet täglich ein Vortragsprogramm statt, ebenso wie die Mitmachausstellung Phänomikon. Mit einer spannenden Mischung aus einem interaktiven Programm vor Ort und digitalen Angeboten werden Physikerinnen und Physiker einen Röntgenblick ins All ermöglichen und beispielsweise zeigen, wie man mit Lasern Treibhausgasen auf die Spur kommen kann. Außerdem werden neueste Entwicklungen für Quantencomputer sowie viele weitere interessante Themen präsentiert, bei denen Physik in unserem Leben eine wichtige Rolle spielt. Mit der täglichen Vortragsreihe „Röntgenblicke” werden die Veranstalter der „Highlights der Physik“ den 175. Geburtstag von Wilhelm Conrad Röntgen des vergangenen Jahres nachfeiern.

Den Auftakt zu dem einwöchigen Physik-Spektakel machte am 27. September die große Highlights-Show in der s.Oliver Arena mit ARD-Moderator Ranga Yogeshwar (jetzt bei YouTube anschauen). Den Abschluss der Veranstaltungswoche bildet ein besonderer Abendvortrag, in dem der Communicator-Preisträger Prof. Metin Tolan der Frage nachgeht, ob Szenen aus James-Bond-Filmen überhaupt physikalisch möglich sind; begleitet wird der Vortrag durch Live-Einspielungen von James-Bond-Filmmusik, vorgetragen von den Würzburger Philharmonikern. Beide Veranstaltungen sind auch im YouTube-Live-Stream zu sehen.

Veranstaltet werden die „Highlights der Physik“ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) und der Universität Würzburg. Die „Highlights der Physik“ wurden 2001 vom BMBF und der DPG ins Leben gerufen. In den vergangenen Jahren lockten sie bis zu 60.000 Besucher*innen an.

Zu sämtlichen Angeboten ist der Eintritt frei (teilweise sind kostenlose Einlasskarten oder eine Anmeldung erforderlich). Die Bedingungen und Maßnahmen zum Infektionsschutz für den Vorort-Besuch, sind hier zu finden. (LW)

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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
news-5139 Tue, 21 Sep 2021 15:09:01 +0200 Neue Magnete für FAIR am CERN 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=5139&cHash=5b667c82798c2c4773e465e8da4cbd58 Die ersten supraleitenden Magnete für NUSTAR (Nuclear Structure Astrophysics and Reactions) wurden am Europäischen Forschungszentrum CERN in der Schweiz getestet. NUSTAR ist eine der vier großen Experimentsäulen des künftigen internationalen Beschleunigerzentrums FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research in Europe), das derzeit bei GSI entsteht. ­Diese Meldung basiert auf einer Nachricht des Europäischen Forschungsorganisation CERN

Die ersten supraleitenden Magnete für NUSTAR (Nuclear Structure Astrophysics and Reactions) wurden am Europäischen Forschungszentrum CERN in der Schweiz getestet. NUSTAR ist eine der vier großen Experimentsäulen des künftigen internationalen Beschleunigerzentrums FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research in Europe), das derzeit bei GSI entsteht.

Im Rahmen eines 2012 unterzeichneten Kooperationsabkommens zwischen CERN und GSI/FAIR werden 56 Magnetbaugruppen für den Super-Fragmentseparator (Super-FRS), die zentrale Apparatur des NUSTAR-Experiments, vollständig am CERN getestet und validiert. Somit werden 32 Multipletts und 24 Dipole getestet. Die Multipletts werden von der italienischen Firma ASG, die Dipole von der spanischen Firma Elytt gefertigt. Zu diesem Zweck wurde im CERN-Gebäude #180 eigens eine neue Testanlage entworfen und gebaut, um nicht weniger als 30 Arten von Magneten zu validieren. Drei Prüfstände wurden von Experten von CERN und GSI eingerichtet, um bis zu 7 Meter lange und 3,5 Meter hohe Magnetbaugruppen aufzunehmen. Die schwersten von ihnen wiegen bis zu 70 Tonnen.

„Es wurde ein großes und komplexes kryogenes System entwickelt, das zwei Vorkühl- und Aufwärmeinheiten sowie eine Kühlanlage mit 4,5 K flüssigem Helium umfasst", erklärt Antonio Perin, Leiter des Arbeitspakets für das kryogene System. „Die Anlage ist für den Dauerbetrieb ausgelegt: Die Validierungstests werden auf einem Prüfstand durchgeführt, während der zweite Prüfstand abkühlt und der dritte aufgewärmt wird; die Testreihe dauert für jeden Magneten etwa sechs Wochen." Während der Tests werden die Magnete mit ihrem Nennstrom gespeist und ihr Magnetfeld genau abgebildet. Die Stromversorgungs- und Magnetmesssysteme wurden an die neue Testanlage angepasst, was dank der einzigartigen Kombination von Kompetenzen am CERN möglich wurde.

"Wir testen derzeit die ersten Magnete der Multiplett-Serie; die Serie wird nächstes Jahr ausgeliefert werden. Bis 2026 sollen alle 56 Magnetbaugruppen getestet sein", sagt Dr. Germana Riddone, technische Koordinatorin der Testeinrichtung am CERN. "Viele CERN-Gruppen und GSI-Partner waren an der erfolgreichen Installation der neuen Testanlage und ihrer Inbetriebnahme beteiligt und sind es auch jetzt bei den Validierungstests. Die Zusammenarbeit mit GSI ist ein sehr gutes Beispiel dafür, wie CERN Hand in Hand mit nationalen Infrastrukturen arbeitet und wie dies einen gegenseitigen Mehrwert schafft.“ Auch Dr. Antonella Chiuchiolo, die GSI-Arbeitspaketleiterin für das Testen vor Ort am CERN, pflichtet dem bei: „Wir sind sehr erfreut, dass unsere Testaktivitäten am CERN so reibungslos und planmäßig verlaufen können.“

Der Projektleiter Super-FRS bei GSI/FAIR, Dr. Haik Simon, zeigte sich ebenfalls erfreut über den Start der Tests und erläutert: „Die Multipletts dienen später im Super-FRS von FAIR der Strahlfokussierung, um einen hochpräzisen Teilchenstrahl zu erreichen. Die Dipole dienen später der spezifischen Ablenkung und Auftrennung des Teilchenstrahls.“ 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“, sagt Dr. Haik Simon. (CERN/BP)

Weitere Informationen

Meldung auf der CERN-Webseite (englisch)

Video zu den Super-FRS-Magnettests (englisch)

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Aktuelles FAIR
news-5135 Thu, 16 Sep 2021 08:37:00 +0200 Erste Schwerionentherapie-Masterclass-Schule online durchgeführt https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5135&cHash=dc49555062f123d5f95f8c56c4b0e2f3 Vor Kurzem fand zum ersten Mal die internationale Schwerionentherapie-Schule HITM (Heavy Ion Therapy Masterclass) statt, die über eine Woche online durchgeführt wurde. Der Fokus der Schule lag auf der Behandlungsplanung in der Schwerionentherapie, sie deckte jedoch den gesamten Weg bis zur Abgabe des Strahls an den Tumor ab. Sie wurde im Rahmen des EU-geförderten Projekts HITRIplus (Heavy Ion Therapy Research Integration) organisiert, einem großen Konsortium, in dem GSI den Bereich Transnational Access ... Vor Kurzem fand zum ersten Mal die internationale Schwerionentherapie-Schule HITM (Heavy Ion Therapy Masterclass) statt, die über eine Woche online durchgeführt wurde. Der Fokus der Schule lag auf der Behandlungsplanung in der Schwerionentherapie, sie deckte jedoch den gesamten Weg bis zur Abgabe des Strahls an den Tumor ab. Sie wurde im Rahmen des EU-geförderten Projekts HITRIplus (Heavy Ion Therapy Research Integration) organisiert, einem großen Konsortium, in dem GSI den Bereich Transnational Access leitet und in Joint Research Activites mitarbeitet. Dieser erste Kurs von HITRIplus, koordiniert von GSI mit großer Unterstützung der HITRIplus-Partner, wurde von mehr als tausend Teilnehmenden besucht, von Studierenden bis hin zu Nachwuchswissenschaftler*innen.

Den Teilnehmern der HITM-Schule wurde ein multidisziplinärer Ansatz präsentiert, der von grundlegenden Konzepten ausging, moderne Praktiken und Methoden einschloss und Diskussionen über offene Punkte und Forschungsbedarf sowie Zukunftspläne für anstehende Erweiterungen und Entwicklungen beinhaltete. Während Übersichtsvorträgen, teilweise auch von GSI-Expert*innen, für das notwendige breite Panorama sorgten, konzentrierten sich Fachvorträge und Hands-on-Sessions auf die Details der Behandlungsplanung. Diese basierten auf dem professionellen Open-Source-Toolkit matRad, das vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg speziell für Ausbildung und Forschung entwickelt wurde.

Erfahrene matRad-Tutor*innen des DKFZ und der Ludwig-Maximilians-Universität München führten die Teilnehmenden von der Software-Installation bis zur Durchführung der involvierten Behandlungsplanungsfälle und demonstrierten die Vorteile, aber auch die Herausforderungen der Schwerionentherapie im Vergleich zu anderen Behandlungsformen. Rund 200 Teilnehmende lieferten am Ende der Schule ihre praktischen Ergebnisse ab, die mit einem Teilnahmezertifikat ausgezeichnet wurden.

Das Kursprogramm verwendete informative Videos der europäischen Schwerionentherapiezentren und Forschungsinfrastrukturen, einschließlich GSI/FAIR. Es beinhaltete auch virtuelle Besuche in Echtzeit in den Labors und bot zahlreiche Gelegenheiten zur Interaktion mit deren Vertreter*innen. GSI-Expert*innen nahmen auch an speziellen Sitzungen teil, in denen Studierende ihre Ergebnisse und Forschungsprojekte präsentierten, ebenso an Abendveranstaltungen, die Informationen über Karrieremöglichkeiten gaben.

Der Online-Modus machte die Schule weltweit leicht zugänglich: Über tausend Teilnehmende, annähernd gleich verteilt auf europäische und außereuropäische Länder, vom Studierenden bis zum Praktizierenden, verfolgten das gesamte Programm oder Teile davon. Diese hohen Zahlen sowie die eingegangenen Kommentare zeigen ein wachsendes Interesse an der Forschung zur Schwerionentherapie, die von GSI in Europa etabliert wurde.

Im Rahmen des HITRIplus-Projekts werden vielversprechende Nachwuchsforschende durch die kommenden HITRIplus-Schulen zu klinischen und medizinischen Aspekten sowie durch HITRIplus-Praktika weiter gefördert, so dass sie optimalen Zugang zu den bestehenden europäischen Zentren und Forschungseinrichtungen zur Schwerionentherapie, zu denen auch GSI/FAIR gehört, erhalten und zu relevanten Forschungsprojekten, Upgrades und zukünftigen Entwicklungen beitragen können.

Das Format der HITM-Schule war inspiriert durch die ebenfalls von GSI koordinierten Particle Therapy MasterClasses (PTMC), die in 2021 mehr als 1500 Schüler*innen aus 20 Ländern und an 37 Instituten anzogen. Viele der Teilnehmenden der HITM-Schule zeigten Interesse, auch in Zukunft an PTMC-Projekten als Tutor*innen und Moderator*innen mitzuwirken und so die nachwachsende Generation zu motivieren.

Das HITRIplus-Projekt, das Mittel aus dem Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon 2020 der Europäischen Union unter der Fördervereinbarung Nr. 101008548 erhalten hat, bereitet, motiviert durch die Resonanz und den Erfolg dieses ersten Kurses, bereits die nächsten Kurse vor. (CP)

Weitere Informationen
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Aktuelles
news-5137 Tue, 14 Sep 2021 10:40:43 +0200 Bundestagsabgeordneter Till Mansmann zu Gast 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=5137&cHash=f8643f0a51c341b9c46dabbd3351a2b4 Der Bundestagsabgeordnete Till Mansmann war vor Kurzem zu Besuch bei GSI und FAIR. Er informierte sich über die aktuellen wissenschaftlichen Aktivitäten und die Fortschritte beim künftigen Beschleunigerzentrum FAIR, das derzeit bei GSI entsteht. Empfangen wurde er von Professor Paolo Giubellino, dem Wissenschaftlichen Geschäftsführer von GSI und FAIR, Dr. Ulrich Breuer, dem Administrativen Geschäftsführer von GSI und FAIR, Jörg Blaurock, dem Technischen Geschäftsführer von GSI und FAIR, sowie Der Bundestagsabgeordnete Till Mansmann war vor Kurzem zu Besuch bei GSI und FAIR. Er informierte sich über die aktuellen wissenschaftlichen Aktivitäten und die Fortschritte beim künftigen Beschleunigerzentrum FAIR, das derzeit bei GSI entsteht. Empfangen wurde er von Professor Paolo Giubellino, dem Wissenschaftlichen Geschäftsführer von GSI und FAIR, Dr. Ulrich Breuer, dem Administrativen Geschäftsführer von GSI und FAIR, Jörg Blaurock, dem Technischen Geschäftsführer von GSI und FAIR, sowie Carola Pomplun von der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit bei GSI und FAIR.

Nach einführenden Informationen über den Stand des FAIR-Bauprojektes, die Campus-Weiterentwicklung, die bisherigen Forschungserfolge und aktuellen Experimente erhielt der FDP-Politiker und studierte Physiker bei einem geführten Rundgang Einblicke in die bestehenden Forschungseinrichtungen auf dem GSI- und FAIR-Campus. Besucht wurden der Teststand für supraleitende Beschleunigermagneten, wo vor allem Hightech-Komponenten für FAIR geprüft werden, der Linearbeschleuniger UNILAC, das SHIP-Experiment, an dem die GSI-Elemente 107 bis 112 erzeugt wurden, und das energieeffiziente Höchstleistungsrechenzentrum Green IT Cube.

Danach hatte Till Mansmann Gelegenheit, sich von der Aussichtsplattform am Rand des Baufeldes aus einen Überblick über das gesamte Baufeld und die Aktivitäten im nördlichen und im südlichen Baubereich zu verschaffen. Anschließend wurden die FAIR-Baustelle und die Baufortschritte bei einer Rundfahrt aus nächster Nähe besichtigt. Ein Höhepunkt dabei war die Begehung des im Rohbau fertiggestellten unterirdischen Beschleunigertunnels. Der zentrale 1,1 km lange Ringbeschleuniger SIS100 wird das Herzstück der künftigen Anlage sein.

Zu sehen war auch der Experimentierplatz CBM, der baulich stark vorangeschritten ist. Das einzigartige Experiment CBM (Compressed Baryonic Matter) 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.

Auch im Süden des Baufeldes kommt die Entwicklung mit gutem Baufortschritt voran: Dazu gehören unter anderem der Rohbau für sechs Gebäude und für eine weitere Experimentiereinrichtung – den Supraleitenden Fragmentseparator (Super-FRS). Dort stehen Forschungsfragen zu Kernstruktur und Wechselwirkungen extrem seltener, exotischer Teilchen im Fokus. Abgerundet wurde die Bustour mit einem Halt an der großen Containeranlage am südwestlichen Rand des FAIR-Baufelds. Von dort erfolgt die bauliche Planung für FAIR und die Koordination der FAIR-Baustelle. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-5131 Thu, 09 Sep 2021 07:13:00 +0200 GLAD und COCOTIER: Zwei französische FAIR-Beiträge zum R3B-Experiment in Betrieb https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5131&cHash=a9fb9a874a915aea49b4edbc2fe2873a Zwei hochmoderne Instrumente, GLAD und COCOTIER, wurden kürzlich am Institut für die Erforschung der Grundgesetze des Universums (Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’Univers, IRFU) in Saclay, Frankreich, entwickelt und gebaut und sind nun im R3B-Experiment von GSI in Betrieb. Beide werden in Zukunft an FAIR, der internationalen Beschleunigeranlage, die derzeit bei GSI gebaut wird, zum Einsatz kommen. Dieser Text basiert auf einer Pressemitteilung des Instituts für die Erforschung der Naturgesetze des Universums (IRFU).

Zwei hochmoderne Instrumente, GLAD und COCOTIER, wurden kürzlich am Institut für die Erforschung der Grundgesetze des Universums (Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’Univers, IRFU) in Saclay, Frankreich, entwickelt und gebaut und sind nun im R3B-Experiment von GSI in Betrieb. Beide werden in Zukunft an FAIR, der internationalen Beschleunigeranlage, die derzeit bei GSI gebaut wird, zum Einsatz kommen.

GLAD ist ein Spektrometer mit großer Akzeptanz für die Analyse von relativistischen radioaktiven Schwerionenstrahlreaktionen. Es wurde 2015 vor Ort installiert und ging im Herbst 2018 zum ersten Mal mit Strahl aus den GSI-Beschleunigern in Betrieb. In einigen Experimenten sollen diese Strahlen im weiteren Verlauf mit dem Flüssigwasserstoff-Target COCOTIER wechselwirken. Dieses wurde nun erstmals in den FAIR-Phase-0-Experimenten im März 2021 verwendet. Diese beiden Geräte sind Schlüsselkomponenten für die Messung der Eigenschaften von Kernen an der Grenze der nuklearen Stabilität und ermöglichen die Weiterentwicklung aktueller Kernmodelle hin zu mehr Vorhersagekraft.

GLAD: Dipol mit großer Akzeptanz für GSI/FAIR

Nachdem die kalte Masse (Schirm, Vakuumkammer) des GLAD-Magneten (22 Tonnen bei 4,5 Kelvin) in Saclay in einer kryogenen Teststation von IRFU erfolgreich getestet worden war, wurde GLAD in seinem Kryostaten installiert und zu GSI transportiert, wo er in den Experimentierhallen aufgestellt wurde. Er wurde von GSI-Teams positioniert sowie an seine Stromversorgung und an sein Kühlsystem angeschlossen. Nach einem Strahltest im Herbst 2018 wurde GLAD erfolgreich in den R3B-Experimentierzeiten der FAIR-Phase 0 in 2019, 2020 und auch in 2021 eingesetzt, wobei zum ersten Mal das COCOTIER-Target verwendet wurde.

COCOTIER: Flüssigwasserstoff-Target

Das Flüssigwasserstoff-Target COCOTIER (COrrélations à COurte porTée et spin IsotopiquE à R3B – für kurzreichweitige Korrelationen und Isotopenspin bei R3B) ist für die Durchführung von quasifreien Streuexperimenten konzipiert, bei denen der zu untersuchende Kern in Form eines Strahls auf ein Protonentarget trifft, das selektiv ein Proton oder ein Neutron aus dem betreffenden Kern ausstößt. Um die geringe Intensität der exotischen Strahlen zu kompensieren, werden dichte (daher die Notwendigkeit, Wasserstoff zu verflüssigen) und sehr dicke (bis zu 15 Zentimeter) Protonen-Targets verwendet. Daher ist es nötig, die Position des Reaktionspunkts innerhalb des Targets mit Hilfe eines Tracking-Detektors zu rekonstruieren. Diese Information ist notwendig, um die Spektroskopie der untersuchten Kerne durchzuführen, um die Trajektorien und den Energieverlust der gemessenen Teilchen zu korrigieren.

Um Wasserstoff bei Drücken nahe dem Atmosphärendruck zu verflüssigen, muss er auf kryogene Temperaturen (21 Kelvin) abgekühlt werden. Der Wasserstoff wird in einem durch einen Kryokühler gekühlten Kondensator verflüssigt und fließt aufgrund der Schwerkraft in die Zielzelle. Durch Turbomolekularpumpen wird ein hohes Vakuum (10-6 Millibar im Kryostaten und in der Targetkammer) erreicht, um die konvektiven Strömungen zu begrenzen. Die Integration in den eingeschränkten R3B-Aufbau brachte viele Herausforderungen mit sich. Das Target befindet sich in der Mitte des CALIFA-Kalorimeters, weit entfernt von der Vertikalen des Kryostaten.

Die Target-Zelle ist in mehrere fünf Mikrometer dicke, mehrlagige Isolierfolien eingewickelt, um den Strahlungswärmefluss zu reduzieren, insbesondere von den Tracking-Detektoren, die in 25 Millimetern Entfernung in derselben Reaktionskammer platziert sind und die es ermöglichen, die Position des Reaktionspunkts im Target zu rekonstruieren. Drei Targetlängen von 15 Millimetern, 50 Millimetern und 150 Millimetern wurden hergestellt, um die Anforderungen der vom GSI-Experimentkomitee genehmigten Experimente zu erfüllen.

Das Targetsystem wurde durch die französische Forschungsagentur als sogenannter In-Kind-Beitrag gefördert , mit dem Ziel, die Untersuchung von Kurzstreckenkorrelationen in exotischen Kernen zu verfolgen. Es wurde von IRFU entworfen und gebaut und Ende 2019 von IRFU-Teams bei GSI installiert.

Fernbetrieb während der Pandemie

Gesteuert wird die Anlage durch ein am IRFU entwickeltes Überwachungssystem, das die von der speicherprogrammierbaren Steuerung und den verschiedenen Controllern kommenden Informationen zentralisiert. Das System ermöglicht die Verbindung und Fernsteuerung über einen gesicherten Internet-Client. Während der jüngsten wissenschaftlichen FAIR-Phase-0-Experimente erlaubte dies insbesondere die Durchführung aller Befüllungs- und Überwachungsvorgänge des Targets aus der Ferne, was aufgrund der pandemiebedingten Abwesenheit des IRFU-Teams vor Ort notwendig war. (CP)

Weitere Informationen
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Aktuelles FAIR
news-5133 Mon, 06 Sep 2021 08:18:00 +0200 „Die Kunst der Wissenschaft bei GSI und FAIR“- Bildband mit einzigartigen Werken von Künstler*innen und Designer*innen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5133&cHash=dbc54b097bde0a1dcbf4aee8df547d7a Ein neuer Bildband zeigt Forschung bei GSI und FAIR aus der Sicht von Kunst und Design. Das Netzwerk der Urban Sketchers Rhein-Main und Studierende der Hochschule für Gestaltung in Offenbach waren bei GSI und FAIR zu Besuch und haben in diesem Rahmen ihre individuellen Anschauungen der Experimentieranlagen und der wissenschaftlichen Themen entwickelt und diese in Bildern wiedergegeben. Die Vielzahl faszinierender Zeichnungen und Skizzen ist nun in einem von GSI/FAIR veröffentlichten Bildband zu bestaunen. Ein neuer Bildband zeigt Forschung bei GSI und FAIR aus der Sicht von Kunst und Design. Das Netzwerk der Urban Sketchers Rhein-Main und Studierende der Hochschule für Gestaltung in Offenbach waren bei GSI und FAIR zu Besuch und haben in diesem Rahmen ihre individuellen Anschauungen der Experimentieranlagen und der wissenschaftlichen Themen entwickelt und diese in Bildern wiedergegeben. Die Vielzahl faszinierender Zeichnungen und Skizzen ist nun in einem von GSI/FAIR veröffentlichten Bildband zu bestaunen. Der zweisprachige Bildband ist im Darmstadt Shop (Luisenplatz) und vor Ort bei GSI/FAIR erhältlich.

„Am hellsten leuchtet der Menschengeist, wo Glanz der Kunst mit Glanz der Wissenschaft sich eint“, sprach der Gelehrte Emil Heinrich du Bois-Reymond im 19. Jahrhundert. Dieser Herausforderung haben sich Zeichner*innen und Designer*innen bei GSI und FAIR gestellt und sowohl die sichtbare Welt der Teilchenbeschleuniger mit ihren Magneten und Detektoren als auch die unsichtbare Welt der Atome, Kräfte und Strukturen auf Papier gebannt. Fast 100 Werke zeigen eindrucksvoll unterschiedliche Auffassungen, Betrachtungs- und Darstellungsweisen an den Grenzen der menschlichen Vorstellungskraft und an den Grenzen des technisch Machbaren.

Im Januar 2020 besuchten die Urban Sketchers Rhein-Main mit rund 40 Personen die Forschungsanlagen von GSI und FAIR für eine Zeichen-Exkursion. Urban Sketchers ist ein weltweites Netzwerk von Künstler*innen, die die Städte zeichnen, in denen sie leben und zu denen sie reisen. Ihre Mission ist es, "die Welt zu zeigen, Zeichnung für Zeichnung". Im Sommer 2020 verbrachten 12 Studierende der Hochschule für Gestaltung (HfG) Offenbach eine Woche auf dem GSI-FAIR-Campus um den Workshop "Zeichnen als visuelle Wissensvermittlung an der Schnittstelle zwischen Gestaltung und Wissenschaft“ zu absolvieren. Sie zeichneten Experimentieranlagen und Beschleuniger, wurden aber auch in die Welt der Experimentalphysik eingeführt – von der Experimentidee, über die technischen Durchführung bis hin zur Datenanalyse. Eine Auswahl der bei diesen beiden Besuchen entstandenen Werke sind in dem Bildband „Die Kunst der Wissenschaft bei GSI und FAIR“ zu sehen.

Der Bildband lädt dazu ein, Wissenschaft und Technik unter verschiedenen Blickwinkeln zu betrachten. Dabei ermöglichen Kunst und Design als Ausdrucksmittel eine ganz besondere Art der Reflexion von wissenschaftlich-technischen Themen. Der Bildband ist ab jetzt vor Ort im GSI/FAIR-Shop und in der Darmstädter Innenstadt im Darmstadt Shop am Luisenplatz erhältlich (Preis: 24 Euro). (LW)

 

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FAIR News (DEU) Presse Aktuelles FAIR
news-5125 Tue, 31 Aug 2021 08:00:00 +0200 Pi, Star Trek und die Arktis – Vortragsreihe „Wissenschaft für Alle“ von GSI und FAIR weiterhin digital https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5125&cHash=b4bb957e003d5afedbf2e1e007afb3f2 Auch im zweiten Halbjahr des Jahres 2021 wird die Vortragsreihe „Wissenschaft für Alle“ von GSI und FAIR im Online-Format fortgesetzt. Interessierte können sich mit einem internetfähigen Gerät wie beispielsweise einem Laptop, Mobiltelefon oder Tablet über einen Einwahllink in die Videokonferenz-Veranstaltungen zuschalten. Das Programm beginnt am Mittwoch, dem 15. September 2021, mit einem Vortrag von Professor Albrecht Beutelspacher, dem Leiter des Mathematikums in Gießen, über die Zahl Pi. Auch im zweiten Halbjahr des Jahres 2021 wird die Vortragsreihe „Wissenschaft für Alle“ von GSI und FAIR im Online-Format fortgesetzt. Interessierte können sich mit einem internetfähigen Gerät wie beispielsweise einem Laptop, Mobiltelefon oder Tablet über einen Einwahllink in die Videokonferenz-Veranstaltungen zuschalten. Das Programm beginnt am Mittwoch, dem 15. September 2021, mit einem Vortrag von Professor Albrecht Beutelspacher, dem Leiter des Mathematikums in Gießen, über die Zahl Pi.

Anlässlich des 314. Vortrags der Reihe „Wissenschaft für Alle“ (Pi wird in Kurzform häufig mit 3,14 angegeben) geht Professor Beutelspacher der Zahl auf den Grund. Pi fasziniert seit Tausenden von Jahren die Menschheit, weil diese Zahl zum einen ganz einfach erklärt werden kann, zum anderen aber sehr schwer zu berechnen ist und in überraschend vielen Gebieten der Mathematik eine Rolle spielt. In dem Vortrag sollen alle diese Aspekte vorgestellt werden, zum Teil unterstützt durch kleine Experimente. Ein Vortrag, der unterhaltsam und lehrreich ist.

Professor Albrecht Beutelspacher studierte Mathematik, Physik und Philosophie an der Universität Tübingen und wurde im Anschluss an der Universität Mainz promoviert und habilitiert. Seit 1988 ist er Professor an der Universität in Gießen. Dort ist er seit 2002 Gründungsdirektor des Mathematikums, des ersten mathematischen Mitmachmuseums der Welt.

In einem weiteren Vortrag im Oktober wird die Physik des beliebten Science-Fiction-Universums Star Trek durch Professor Markus Roth von der Technischen Universität Darmstadt genauer unter die Lupe genommen. Dr. Julia Regnery vom Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven berichtet im November über MOSAiC, die größte bisher unternommene Arktis-Expedition. Zum Jahresabschluss im Dezember wird Dr. Daniel Severin von GSI/FAIR gemeinsam mit weiteren Kolleg*innen im traditionellen Weihnachtsvortrag über die wissenschaftlichen Experimente während der letzten Betriebsphase der GSI/FAIR-Beschleunigeranlage berichten.

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)

Aktuelles Programm:
  • Mittwoch, 15.09.2021, 14 Uhr
    Die Zahl Pi – der 3(,)14. Vortrag der Reihe Wissenschaft für Alle
    Albrecht Beutelspacher, Leiter des Mathematikums Gießen
     
  • Mittwoch, 27.10.2021, 14 Uhr
    Die Physik von Star Trek
    Markus Roth, Technische Universität Darmstadt
     
  • Mittwoch, 17.11.2021, 14 Uhr
    MOSAiC – viele Teile ergeben ein großes Ganzes: Ein Einblick in die größte Arktisexpedition aller Zeiten
    Julia Regnery, Alfred-Wegener-Institut
     
  • Mittwoch, 08.12.2021, 14 Uhr
    Wer strahlte denn da? – Einblick in den wissenschaftlichen Experimentierbetrieb an GSI/FAIR in 2021
    Daniel Severin, GSI, et al.
Weitere Informationen
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Presse Aktuelles FAIR
news-5129 Mon, 30 Aug 2021 11:37:41 +0200 Meilensteine und Perspektiven: Staatssekretär Dr. Michael Meister und Bundestagsabgeordnete Dr. Astrid Mannes 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=5129&cHash=f1f4156b79aeb049137957c9c5b51909 Die erheblichen Fortschritte bei der Errichtung der FAIR-Anlagen und die aktuellen Forschungsschwerpunkte standen im Fokus des Besuchs von Dr. Michael Meister, Parlamentarischer Staatssekretär im Bundesministerium für Bildung und Forschung, und der Darmstädter Bundestagsabgeordneten Dr. Astrid Mannes (CDU). Die erheblichen Fortschritte bei der Errichtung der FAIR-Anlagen und die aktuellen Forschungsschwerpunkte standen im Fokus des Besuchs von Dr. Michael Meister, Parlamentarischer Staatssekretär im Bundesministerium für Bildung und Forschung, und der Darmstädter Bundestagsabgeordneten Dr. Astrid Mannes (CDU).

Empfangen wurden die Gäste von Professor Paolo Giubellino, dem Wissenschaftlichen Geschäftsführer, und Jörg Blaurock, dem Technischen Geschäftsführer sowie Dr. Ingo Peter, dem Leiter der Öffentlichkeitsarbeit. Dr. Michael Meister ist direkt gewählter Bundestagsabgeordneter des Wahlkreises Bergstraße, Dr. Astrid Mannes direkt gewählte Bundestagsabgeordnete im Wahlkreis Darmstadt.

Zunächst verschafften sich die Gäste einen Überblick von der direkt ans Baufeld angrenzenden Aussichtsplattform über das 20 Hektar große Bau-Areal. Anschließend wurde die FAIR-Baustelle bei einer Rundfahrt aus nächster Nähe besichtigt. Ein Höhepunkt dabei war die Begehung des im Rohbau fertiggestellten unterirdischen Beschleunigertunnels. Der zentrale 1,1 km lange Ringbeschleuniger SIS100 wird das Herzstück der künftigen Anlage sein.

Zu sehen war auch der Experimentierplatz CBM, der baulich stark vorangeschritten ist. Das einzigartige Experiment CBM (Compressed Baryonic Matter) 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.

Auch im Süden des Baufeldes konnte ein zügiger Baufortschritt festgestellt werden: Dazu gehören unter anderem der Rohbau für sechs Gebäude und für eine weitere Experimentiereinrichtung – den Supraleitenden Fragmentseparator (Super-FRS). Dort stehen Forschungsfragen zu Kernstruktur und Wechselwirkungen extrem seltener, exotischer Teilchen im Fokus.

Staatssekretär Meister zeigte sich beeindruckt von den deutlichen Fortschritten auf der Baustelle, die in den letzten Jahren trotz Pandemiebedingungen erreicht werden konnten: „Ich habe heute gesehen, wie auf eindrucksvolle Weise aus einer Vision Realität wird. Mit dem Ringschluss des Beschleunigertunnels wurde ein wesentlicher Meilenstein des FAIR-Projektes erreicht: Hierzu gratuliere ich allen Beteiligten recht herzlich.“

Ein weiterer wichtiger Fokus des Besuchs waren die Hightech-Entwicklungen für FAIR und die sehr erfolgreichen aktuellen FAIR-Phase-0 Experimente: Einen Einblick in die Hightech-Entwicklungen konnten die Gäste in der Testanlage für kryogene Magnete gewinnen, wo alle supraleitenden Komponenten für den Beschleunigerring SIS100 auf ihre Spezifikationen getestet werden, bevor sie in die FAIR-Anlage installiert werden.

Exemplarisch für die wissenschaftliche Leistungsfähigkeit bei GSI und FAIR steht auch der Experimentierplatz R3B (Relativistic Radioactive Reaction Experiment), der ebenfalls besichtigt wurde. Mit dem R3B-Experiment, das in internationaler Zusammenarbeit für FAIR aufgebaut wurde, werden Reaktionsexperimente mit hochenergetischen exotischen Kernen durchgeführt. Hierüber lässt sich ein Verständnis des Ursprungs schwerer Elemente gewinnen.

„Was mir besonders imponiert, ist, dass hier obwohl sich FAIR noch mitten im Bau befindet, schon heute richtungsweisende Wissenschaft vollzogen wird. Ob Covid-19-Forschung mit Schwerionen oder erste Experimente am CRYRING-Beschleuniger – FAIR leistet schon heute einen wichtigen Beitrag dazu, Lösungen für große gesellschaftliche Herausforderungen zu finden“, so Meister. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-5127 Fri, 27 Aug 2021 08:30:00 +0200 Nachwuchsforschende im Mittelpunkt: Erfolgreiche Zwischenbilanz für GET_INvolved https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5127&cHash=e41383c0e997b9c62b56dd6111bc1726 Es ist ein sehr erfolgreiches Instrument der wissenschaftlichen Nachwuchsförderung: Im Rahmen des GET_INvolved-Programms kamen bisher zahlreiche Studierende und junge Forschende aus vielen unterschiedlichen Nationen zu GSI und FAIR. Bis zum Ende des zweiten Quartals 2021 konnten über 20 bilaterale Programme mit den Schwerpunkten Mobilität, Synergie und Kapazitätsaufbau für Nachwuchswissenschaftler*innen von Partnerinstituten und assoziierten Fördereinrichtungen gefördert werden. Vor Kurzem hat sich die Ges Es ist ein sehr erfolgreiches Instrument der wissenschaftlichen Nachwuchsförderung: Im Rahmen des GET_INvolved-Programms kamen bisher zahlreiche Studierende und junge Forschende aus vielen unterschiedlichen Nationen zu GSI und FAIR. Bis zum Ende des zweiten Quartals 2021 konnten über 20 bilaterale Programme mit den Schwerpunkten Mobilität, Synergie und Kapazitätsaufbau für Nachwuchswissenschaftler*innen von Partnerinstituten und assoziierten Fördereinrichtungen gefördert werden. Vor Kurzem hat sich die Geschäftsführung von GSI und FAIR mit den aktuell Teilnehmenden des GET_INvolved-Programms auf dem Campus in Darmstadt getroffen.

Bei einem „Meet and Greet“ sind der Wissenschaftliche Geschäftsführer von GSI und FAIR, Professor Paolo Giubellino, der Administrative Geschäftsführer von GSI und FAIR, Dr. Ulrich Breuer und der Technische Geschäftsführer von GSI und FAIR, Jörg Blaurock, mit den internationalen Studierenden und Forscher*innen des GET_INvovled-Programmes ins gemeinsame Gespräch gekommen.

Zusammengefasst sind in den letzten drei Jahren große Fortschritte erzielt worden: Insgesamt sind bis zur Jahresmitte 2021 mehr als 670 Bewerbungen im International Office eingegangen. Etwa 200 Bewerber*innen konnten mit Hilfe verschiedener Programme und Fördermöglichkeiten angenommen werden. Die Studierenden des GET_INvolved-Programmes kommen aus 38 verschiedenen Ländern. Unter den Teilnehmer*innen des Programmes sind rund 40 Prozent Frauen. Beim FAIR-Phase-0-Programm hat sich die Mehrheit dieser Forschenden an aktuellen Experimenten beteiligt und zu diesen beigetragen. Diese Möglichkeiten sowie ihr Engagement verschafft ihnen praktisches Wissen und ein intensives Verständnis für Forschung und Entwicklung bei GSI/FAIR.

Das aktuelle Treffen mit den GET_Involved-Teilnehmenden unterstreicht das Engagement und die Unterstützung der Geschäftsführung für alle Aktivitäten, die zur qualifizierten Nachwuchsförderung beitragen. Ziel ist, den Teilnehmenden das beste Forschungsumfeld zu bieten, das die Entwicklung zukünftiger Führungskräfte für den Betrieb und die Ausschöpfung von FAIR ermöglicht. Der Wissenschaftliche Geschäftsführer Professor Paolo Giubellino betonte: „FAIR wird eine Forschungseinrichtung auf Weltklasse-Niveau. Sie wird Forschenden aus aller Welt Spitzentechnologie bieten. Dank des aktuellen Experimentierprogramms FAIR-Phase 0 ist FAIR schon jetzt eine Talentschmiede. Also macht mit und GET_INvolved.“ (BP)

Über das GET_INvolved-Programm

Das GET_INvolved Programm bringt internationale Studierende mit verschiedenen bilateralen, multilateralen sowie weiteren Rahmenprogrammen von Partnern und Fördermittelgebern zusammen. Alle Studierenden und Forschenden sind an einem eigenen wissenschaftlichen oder technischen Projekt, im Rahmen eines Kurzzeitpraktikums, einer Bachelor- oder Masterarbeit, eines ERASMUS+-Praktikums, einer Sandwich-Doktoranden- oder einer Postdoc-Forschungserfahrung bei GSI/FAIR, mit einem Mentor beteiligt. Die Dauer der Aufenthalte variieren je nach Projekt und dem Förderprogramm. Die Projektdauer kann von drei Monaten als Kurzzeitpraktikum bis zu zwei Jahre für eine Forschungserfahrung als Postdoc.

Mehr Informationen

GET_Involved-Programm für international Studierende und Forschende

ERASMUS+ Traineeship

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Aktuelles FAIR
news-5123 Wed, 25 Aug 2021 17:00:00 +0200 In der Falle: Neue Kühlmethode für geladene Teilchen entwickelt https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5123&cHash=7800017a3d53f158039b2029a063ebd4 Erstmals ist es Physiker*innen gelungen, eine neue Methode zur Kühlung von Protonen mithilfe lasergekühlter Ionen– in diesem Fall Beryllium-Ionen – erfolgreich umzusetzen. Das Besondere: In dem neuen Aufbau befinden sich die beiden „Teilchensorten“ in räumlich getrennten Fallen. Die Kühlleistung kann erstmals über einen elektrischen Schwingkreis und eine Distanz von neun Zentimetern von der einen in die andere Falle übertragen werden. So lassen sich die Protonen in einer der Fallen auf deutlich tiefere Tem Diese Meldung basiert auf einer Pressemitteilung der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz

Erstmals ist es Physiker*innen gelungen, eine neue Methode zur Kühlung von Protonen mithilfe lasergekühlter Ionen– in diesem Fall Beryllium-Ionen – erfolgreich umzusetzen. Das Besondere: In dem neuen Aufbau befinden sich die beiden „Teilchensorten“ in räumlich getrennten Fallen. Die Kühlleistung kann erstmals über einen elektrischen Schwingkreis und eine Distanz von neun Zentimetern von der einen in die andere Falle übertragen werden. So lassen sich die Protonen in einer der Fallen auf deutlich tiefere Temperaturen kühlen als dies ohne Beryllium möglich wäre, wie eine Arbeitsgruppe am Exzellenzcluster PRISMA+ der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) im Rahmen der BASE-Kollaboration zeigen konnte.

Die neue Methode kann auf alle geladenen Teilchen angewendet werden, insbesondere auch auf Antiprotonen, für die es bisher noch keine andere Kühlmethode in diesen Temperaturbereich gibt. Hiermit lassen sich vor allem Experimente zum Vergleich von Materie und Antimaterie noch genauer realisieren. Die Ergebnisse sind in der renommierten Fachzeitschrift Nature veröffentlicht. Maßgeblich an der Entwicklung beteiligt waren neben der JGU das Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg (MPIK) und das japanische Forschungszentrum RIKEN, sowie die Europäische Organisation für Kernforschung CERN, das GSI Helmholtzzentrum in Darmstadt sowie die Leibniz Universität Hannover.

Um präzise Messungen an einzelnen Ionen vornehmen zu können, müssen diese möglichst bewegungsarm in einer Falle eingeschlossen und gespeichert werden. Um diesen Zustand zu erreichen, wird den geladenen Teilchen Energie entzogen, wodurch sich ihre Temperatur vermindert. Mit dem neuen Zweifallen-Aufbau konnte das Forschungsteam die Temperatur im Vergleich zur bisher besten Kühlmethode für Protonen um etwa einen Faktor 10 absenken und so eine Temperatur nahe dem absoluten Nullpunkt erreichen. „Je geringer die Temperatur des Teilchens, desto genauer kann der Bereich eingegrenzt werden, in dem sich das Teilchen in der Falle befindet. Je genauer das Teilchen lokalisiert werden kann, desto besser sind die Startbedingungen definiert und desto genauer fällt anschließend die Messung aus“, erläutert Dr. Christian Smorra, Physiker am Exzellenzcluster PRISMA+ und Co-Autor der Veröffentlichung.

Die neue Zweifallen-Kühlmethode birgt weitere Vorteile: Sie kann auch auf Antimaterie-Teilchen angewendet werden, denn in einem Einfallen-Kühlsystem würden sich Materie und Antimaterie sofort gegenseitig vernichten. So erlaubt der neue Aufbau einen präzisen Vergleich von Protonen und Antiprotonen. „Wir wollen gezielt nach einem Unterschied zwischen den Eigenschaften von Protonen und Antiprotonen suchen. Unsere Theorie sagt, dass sich die beiden Teilchen bis auf die umgekehrte Ladung identisch verhalten. Warum unser Universum so viele Protonen – und damit Materie –, aber fast keine Antiprotonen, also Antimaterie, enthält, ist immer noch ungeklärt“, erläutert Matthew Bohman vom MPIK, Erstautor der Studie. Bohman forschte im Rahmen seiner Promotion seit 2018 in Mainz an der neuen Kühlmethode.

Ein weiterer Vorteil: Während früher angewandte Methoden Abstände von 0,1 Millimetern oder weniger zwischen den zu kühlenden Teilchen und den Beryllium-Ionen erforderten, ist es in der aktuellen Arbeit gelungen, die Kühlleistung über eine räumliche Trennung und einen Abstand von neun Zentimetern zu übertragen. Das schafft die Voraussetzung für weiterführende Forschungsvorhaben – und erlaubt beispielsweise eine störungsfreie und präzisere Frequenzmessung, die die BASE-Kollaboration auch bei der Suche nach Dunkler Materie mithilfe von Antimaterie vornehmen möchte. Hierzu hatte die Forschungsgruppe in früheren Experimenten am CERN bereits gefangene Antiprotonen in einer Falle untersucht – allerdings durch Kühlung mit flüssigem Helium und ohne die Hilfe von Beryllium-Ionen.

Erstmals vorgeschlagen wurde die Zweifallenmethode im Jahr 1990. Im damaligen Konzept war kein elektrischer Schwingkreis vorgesehen – hier sollten die Ionen durch eine gemeinsame Fallenelektrode verbunden werden. Von Vorteil bei dieser Vorgehensweise: Es gibt keinen Widerstand, wie er durch einen Schwingkreis entsteht. Denn dieser produziert Hitze und schwächt den Kühlvorgang ab. Der große Nachteil besteht aber in der geringen Geschwindigkeit, mit der die Energie der Ionen ausgetauscht wird. Dadurch fällt die Temperatur des geladenen Teilchens nicht schnell genug ab. „Die jetzige Umsetzung stellt eine praktisch realisierbare Weiterentwicklung des Konzepts von 1990 dar. Anstatt innerhalb von zwei Minuten findet der Energieaustausch zwischen den Fallen hier innerhalb von einer Sekunde statt“, erläutert Dr. Christian Smorra. (JGU/BP)

Weitere Informationen

Wissenschaftliche Veröffentlichung "Sympathetic cooling of a trapped proton mediated by an LC circuit" im Fachmagazin Nature (Englisch)

Pressemitteilung der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz

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Aktuelles FAIR
news-5117 Thu, 19 Aug 2021 10:00:00 +0200 Forschungsdaten gemeinsam nutzen – GSI und FAIR beteiligen sich am Aufbau einer nationalen Forschungsdateninfrastruktur https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5117&cHash=e121f7b38a763cb721f5d1e2d5cbaae1 Das GSI Helmholtzzentrum war als Mitantragsteller zur Förderung eines Konsortiums der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur (NFDI) erfolgreich. Im Rahmen des Programms wird ein Konsortium mit starker GSI-Beteiligung für die nächsten fünf Jahre gefördert. Das gab die Gemeinsame Wissenschaftskonferenz von Bund und Ländern (GWK) in ihrer Sitzung im Juli bekannt. Das GSI Helmholtzzentrum war als Mitantragsteller zur Förderung eines Konsortiums der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur (NFDI) erfolgreich. Im Rahmen des Programms wird ein Konsortium mit starker GSI-Beteiligung für die nächsten fünf Jahre gefördert. Das gab die Gemeinsame Wissenschaftskonferenz von Bund und Ländern (GWK) in ihrer Sitzung im Juli bekannt. PUNCH4NFDI (Particles, Universe, NuClei, and Hadrons for the NFDI) ist ein Konsortium der Teilchen-, Astro-, Astroteilchen-, Hadronen- und Kernphysik und wird Forschungsdaten transparent und dauerhaft verfügbar machen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung unterstützt das Projekt mit 13,2 Millionen Euro. Rund eine Million Euro davon gehen zu GSI und FAIR.

In den kommenden Jahren werden wissenschaftliche Experimente an Forschungseinrichtungen der nächsten Generation zunehmend komplexer, was zu einer exponentiell wachsenden Flut an Daten führt. Alleine an den Experimenten am zukünftigen Beschleunigerzentrum FAIR, das derzeit bei GSI entsteht, werden Datenraten bis zu einem TeraByte pro Sekunde erwartet. Diese umfangreichen Daten mit neuartigen Methoden systematisch zu erfassen, intelligent zu verknüpften und zugänglich zu machen, ist das Ziel von PUNCH4NFDI. Die Organisation der Daten soll dabei den Grundsätzen folgen, dass diese leicht auffindbar, gut zugänglich, verknüpfbar sowie wiederverwendbar sind. Einen wichtigen Beitrag hierzu werden die Entwicklung von Software und Algorithmen und das Erstellen von öffentlich zugänglichen Publikationen leisten. Im Zentrum der Aktivitäten von PUNCH4NFDI steht dabei der Aufbau einer föderierten „Science Data Platform“, die alle für den Zugang zu und die Nutzung von Daten und Computing-Ressourcen nötigen Infrastrukturen und Schnittstellen beinhaltet. Hierfür werden zunächst anhand von exemplarischen Beispielen Techniken und Strukturen geschaffen, die für das gemeinsame Datenmanagement geeignet sind und Themen wie Open Data, Open Science sowie neue Ideen für das Verarbeiten und Verwalten extrem großer Datenmengen adressieren.

Das Konsortium PUNCH4NFDI umfasst neben GSI noch 19 weitere Förderungsempfänger sowie 22 weitere Partner aus der Helmholtz-Gemeinschaft, der Max-Planck-Gesellschaft, der Leibniz-Gemeinschaft sowie von Universitäten. „Die Koordinierung und Zusammenarbeit aller Konsortialpartner ist eine der zentralen Herausforderungen für die Realisierung eines universellen Forschungsdatenmanagements. Unsere Aktivitäten hierzu konzentrieren sich auf den Austausch von Konzepten und Entwicklungen sowie die Bereitstellung von Diensten, die für die PUNCH4NFDI-Partner und die gesamte NFDI zur Verfügung gestellt werden. In einem ersten Schritt werden wir bei GSI/FAIR gemeinsam mit dem Forschungszentrum Jülich eine PUNCH4NFDI-weite Autorisierungs- und Authentifizierungsinfrastruktur entwickeln und bereitstellen. Mit diesen Werkzeugen ermöglichen wir einen zentralen Zugang zu allen Forschungsdaten der beteiligten Institutionen“, erläutert Kilian Schwarz, Leiter der Gruppe Distributed Computing in der GSI-IT und Vertreter von GSI im Management von PUNCH4NFDI. „Darüber hinaus planen wir Metadaten und Analyseportale zu entwickeln sowie Basisinfrastrukturen für föderiertes Datenmanagement und zur Nutzung heterogener Computing-Ressourcen zu realisieren. Mit dem nachhaltigen Höchstleistungsrechenzentrum Green IT Cube stellen wir dem Konsortium Rechenzeit und Speicherplatz für die Entwicklungen zur Verfügung.“

Bereits jetzt spielen mit Forschungsdateninfrastrukturen verbundene Themen eine zentrale Rolle bei dem Umgang mit wissenschaftlichen Daten aus Experimenten an der GSI/FAIR-Forschungsanlage. Daher ist GSI/FAIR auch im europäischen Umfeld auf diesem Gebiet aktiv, wo ebenfalls die Verwirklichung einer gemeinsamen Wissenschaftscloud vorangetrieben wird. „GSI und FAIR gehören mit ihrer Kompetenz und Expertise für Datenspeicherinfrastrukturen und Scientific Computing zu den Key Playern auf diesem Feld. Sowohl GSI als auch FAIR als „ESFRI-Landmark“ sind aktive Teilnehmer an dem Konsortium „European Science Cluster of Astronomy & Particle physics ESFRI research infrastructures“ (ESCAPE), bei dem wir an der Entwicklung von Dateninfrastrukturen und Analyseplattformen sowie der Bereitstellung von Forschungssoftware und Diensten beteiligt sind“, beschreibt Arjan Vink, Leiter der Drittmittelstelle bei FAIR/GSI, die europäische Initiative. (JL)

Weitere Informationen:

 

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Aktuelles FAIR
news-5121 Mon, 16 Aug 2021 09:19:38 +0200 Bundestagsabgeordnete Daniela Wagner informiert sich bei GSI und FAIR über aktuellen Stand von 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=5121&cHash=d149872cb18f533ccac1195c99817e7c Die Bundestagsabgeordnete Daniela Wagner von Bündnis 90/Die Grünen informierte sich vor Kurzem über die aktuellen wissenschaftlichen Aktivitäten bei GSI/FAIR und die Fortschritte beim künftigen Beschleunigerzentrum FAIR, das derzeit bei GSI entsteht. Bei dem Informationsbesuch im Rahmen ihrer Sommertour wurde Daniela Wagner von der hessischen Landtagsabgeordneten Nina Eisenhardt und dem Vorsitzenden der Darmstädter Stadtverordnetenfraktion Andreas Ewald (beide Bündnis90/Die Grünen) begleitet. Die Bundestagsabgeordnete Daniela Wagner von Bündnis 90/Die Grünen informierte sich vor Kurzem über die aktuellen wissenschaftlichen Aktivitäten bei GSI/FAIR und die Fortschritte beim künftigen Beschleunigerzentrum FAIR, das derzeit bei GSI entsteht. Bei dem Informationsbesuch im Rahmen ihrer Sommertour wurde Daniela Wagner von der hessischen Landtagsabgeordneten Nina Eisenhardt und dem Vorsitzenden der Darmstädter Stadtverordnetenfraktion Andreas Ewald (beide Bündnis90/Die Grünen) begleitet.

Die Gäste wurden von Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR, Dr. Ulrich Breuer, Administrativer Geschäftsführer von GSI und FAIR, Jörg Blaurock, Technischer Geschäftsführer von GSI und FAIR, Dr. Haik Simon, stellvertretender Sprecher des FAIR-Experiments R3B/Projektleiter Super-FRS, und Berit Paflik von der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit bei GSI und FAIR empfangen.

Auf dem Programm stand zunächst ein Überblick über die aktuellen Forschungsthemen sowie die strategischen Ziele für FAIR und GSI, an denen sich die Aktivitäten am Standort ausrichten. Zentrale Themen waren unter anderem der erfolgreiche Experimentierbetrieb 2021, der Teil des FAIR-Phase-0-Programms ist, die Campus-Entwicklung im Rahmen des Masterplans sowie die Fortschritte bei der FAIR-Komponentenbeschaffung und auf dem 20 Hektar großen Baufeld östlich des bestehenden GSI- und FAIR-Campus.

Bei einem geführten Rundgang konnten die Gäste zunächst Einblicke in die Forschungseinrichtungen auf dem Campus erhalten. Das Großexperiment R3B wurde ebenso besichtigt wie der Behandlungsplatz für die Tumortherapie mit Kohlenstoffionen und der Linearbeschleuniger UNILAC. Auch der Teststand für supraleitende Beschleunigermagneten, wo vor allem Hightech-Komponenten für FAIR geprüft werden, wurde besichtigt.

Danach hatten Daniela Wagner, Nina Eisenhardt und Andreas Ewald von der Aussichtsplattform am Rand des Baufeldes Gelegenheit, sich einen Überblick über das gesamte Baufeld und die Aktivitäten im nördlichen und im südlichen Baubereich zu verschaffen, bevor sie bei einer Rundfahrt über die Baustelle die Baufortschritte aus nächster Nähe in Augenschein nehmen konnten. Dabei stand auch die Begehung des kürzlich im Rohbau fertiggestellten unterirdischen Beschleunigertunnels auf der Agenda. Der zentralen Ringbeschleuniger SIS100 wird das Herzstück der künftigen Anlage sein. Der Ringschluss stellt ein wichtiges Etappenziel im Realisierungsablauf des gesamten FAIR-Projekts dar. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-5119 Wed, 11 Aug 2021 09:00:00 +0200 Kanadische Wissenschaftsorganisation Mitacs und GSI besiegeln Partnerschaft https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5119&cHash=e21146ccaa3e7af3f6e1b0d5ff27742e Ein neues Abkommen stärkt internationale Forschungskooperationen durch die Schaffung von Austauschmöglichkeiten für Doktorand*innen und Postdoktorand*innen: Die gemeinnützige kanadische Wissenschaftsorganisation Mitacs und das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung freuen sich über eine neue Partnerschaft zur Unterstützung deutscher und kanadischer Doktorand*innen und Postdoktorand*innen an Forschungseinrichtungen des jeweiligen Gastlandes. GSI ist nach dem Forschungszentrum Jülich (FZJ) und dem Kar Ein neues Abkommen stärkt internationale Forschungskooperationen durch die Schaffung von Austauschmöglichkeiten für Doktorand*innen und Postdoktorand*innen: Die gemeinnützige kanadische Wissenschaftsorganisation Mitacs und das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung freuen sich über eine neue Partnerschaft zur Unterstützung deutscher und kanadischer Doktorand*innen und Postdoktorand*innen an Forschungseinrichtungen des jeweiligen Gastlandes. GSI ist nach dem Forschungszentrum Jülich (FZJ) und dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) das dritte Helmholtzzentrum, das mit Mitacs kooperiert.

Das Mitacs-GSI-Austauschprogramm zur Förderung der Mobilität wird bestehende Partnerschaften stärken und dazu beitragen, zukünftige Forschende und Führungskräfte für den Betrieb wissenschaftlicher Einrichtungen wie das Beschleunigerzentrum FAIR, das derzeit bei GSI entsteht, zu fördern. GSI kooperiert in mehreren Forschungsprojekten und profitiert seit Jahren von wissenschaftlichen und technischen Kooperationen mit kanadischen Institutionen. Eine besondere Verbindung hat die Organisation auch zur kanadischen Beschleunigeranlage TRIUMF. Die neue Partnerschaft ist ebenfalls bemerkenswert, weil sie im Jahr des 50-jährigen Bestehens der deutsch-kanadischen Wissenschafts- und Technologiekooperation begründet wird. Die Initiative ist eine wertvolle Hilfe bei der Rekrutierung von hochkarätigen qualifizierten Doktorand*innen und Postdoktorand*innen und zielt darauf ab, die Forschungskooperationen zwischen beiden Ländern zu stärken.

Die Teilnehmenden erhalten im Rahmen des „Globalink Research Award“-Programms ein Stipendium in Höhe von 6000 US-Dollar, um Projekte für 12 bis 24 Wochen unter der Aufsicht eines Fakultätsmitglieds des Gastinstituts umzusetzen. Die Drei-Jahres-Vereinbarung von Mitacs und GSI wird insgesamt bi zu 36 Forschende unterstützen. Hierfür kommen sechs kanadische Studierende und Stipendiat*innen pro Jahr zu GSI nach Deutschland und sechs gehen wiederum von Deutschland nach Kanada.

 Professor Dr. Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR sagte: „Es freut mich sehr zu sehen, dass Mitacs und GSI sich zusammenschließen, um Nachwuchsforschende zu fördern und dabei zu unterstützen, Zugang zu Einrichtungen auf Weltniveau zu erlangen und in gemeinsamer Forschung in den Grundlagenbereichen, Frontend-Technologien und Anwendungen zusammenzuarbeiten. GSI sehr daran interessiert, junge Doktorand*innen und Postdoktorand*innen in Kanada und Deutschland während ihrer Zusammenarbeit in Forschungsprojekten unterstützen. Internationale Partnerschaften sind für uns essentiell, weil sie die Forschungsqualität erhöhen und zusätzliche Wissensnetzwerke fördern. Die Partnerschaft mit MITACS ist nun ein großartiges Beispiel für unsere erfolgreiche und produktive Zusammenarbeit mit kanadischen Institutionen.“

Dr. John Hepburn, Geschäftsführer und wissenschaftlicher Direktor, Mitacs, sagte: „Ich freue mich, die erste Vereinbarung von Mitacs mit dem GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung zu unterzeichnen – ein wichtiger Schritt, um unsere bereits starken Verbindungen zum deutschen Forschungs- und Innovationsökosystem auszubauen. Wir sind stolz darauf, Doktorand*innen und Postdoktorand*innen die Möglichkeit zu bieten, Fähigkeiten zu entwickeln und ihr berufliches Netzwerk zu erweitern, während wir gleichzeitig die Zusammenarbeit vertiefen, um die Forschungsergebnisse für Kanada und Deutschland voranzutreiben.“

Weitere Informationen

Die Details zum Bewerbungsverfahren für Forschende, die an der Mitacs-GSI-Kollaboration interessiert sind, werden in Kürze veröffentlicht. Weitere Informationen zum Globalink Research Award sind auf den Programmseiten der Webseiten von Mitacs und GSI/FAIR zu finden. Bei unmittelbaren Fragen sind Étienne Pineault, Director, International Business Development, Mitacs unter epineault(at)mitacs.ca oder Dr. Pradeep Ghosh, Programmkoordinator seitens GSI unter  Pr.Ghosh(at)gsi.de Ansprechpartner.

Über Mitacs

Mitacs ist eine gemeinnützige Organisation, die Wachstum und Innovationen in Kanada fördert, indem sie geschäftliche Herausforderungen mit Hilfe von Forschung in akademischen Einrichtungen löst. Mitacs wird von der kanadischen Regierung in Schulterschluss mit den Bundesstaaten und Städten Alberta, British Columbia, Manitoba, New Brunswick, Neufundland und Labrador, Nova Scotia, Ontario, Quebec, Saskatchewan, sowie Yukon finanziert. Weiterhin unterstützt „Innovation PEI“ diese Vorhaben.

Über GSI/FAIR

Das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt betreibt eine weltweit führende Beschleunigeranlage für Forschungszwecke. Bei GSI arbeiten rund 1.520 Mitarbeitende. Darüber hinaus kommen jedes Jahr rund 1.000 Forschende von Universitäten und anderen Forschungsinstituten aus aller Welt zur GSI. Sie 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. GSI ist eine Gesellschaft mit beschränkter Haftung (GmbH). Anteilseigner Gesellschafter sind die Bundesrepublik Deutschland mit 90 %, das Land Hessen mit 8 %, sowie das Land Rheinland-Pfalz und der Freistaat Thüringen mit jeweils 1 %. GSI ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, Deutschlands größter Forschungsorganisation. Bei GSI entsteht derzeit FAIR, eine internationale Beschleunigeranlage für die Forschung mit Antiprotonen und Ionen, die in Zusammenarbeit mit internationalen Partnern entwickelt und gebaut wird. Es ist eines der weltweit größten Bauprojekte für internationale Spitzenforschung. Das FAIR-Projekt wurde von der wissenschaftlichen Gemeinschaft und Forschenden der GSI initiiert. Die GSI-Beschleuniger werden Teil der zukünftigen FAIR-Anlage und dienen als erste Beschleunigungsstufe.

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Aktuelles FAIR
news-5115 Thu, 05 Aug 2021 10:26:57 +0200 Hessischer Finanzminister Michael Boddenberg informiert 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=5115&cHash=eacc2aa6ca6b4ba46739d412acef1ca9 Der Hessische Finanzminister Michael Boddenberg hat GSI und FAIR vor Kurzem einen Besuch abgestattet. Die Fortschritte und Entwicklungen des FAIR-Projekts standen im Mittelpunkt des Treffens. Empfangen wurde er von Dr. Ulrich Breuer, dem Administrativen Geschäftsführer von GSI und FAIR, Jörg Blaurock, dem Technischen Geschäftsführer von GSI und FAIR, sowie Jutta Leroudier von der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit bei GSI und FAIR. Der Minister wurde begleitet von Achim Baumbach, stellvertretender Referatsl Der Hessische Finanzminister Michael Boddenberg hat GSI und FAIR vor Kurzem einen Besuch abgestattet. Die Fortschritte und Entwicklungen des FAIR-Projekts standen im Mittelpunkt des Treffens. Empfangen wurde er von Dr. Ulrich Breuer, dem Administrativen Geschäftsführer von GSI und FAIR, Jörg Blaurock, dem Technischen Geschäftsführer von GSI und FAIR, sowie Jutta Leroudier von der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit bei GSI und FAIR. Der Minister wurde begleitet von Achim Baumbach, stellvertretender Referatsleiter im Finanzministerium, und Moritz Josten, stellvertretender Pressesprecher im Finanzministerium.

In einer Einführung erhielt der Minister Einblicke in aktuelle Themen und Aktivitäten bei GSI und FAIR. Er informierte sich über das Forschungsprogramm „FAIR-Phase 0“, die Perspektiven der Campus-Entwicklung, die substanziellen Modernisierungen der existierenden Anlage und den aktuellen Stand bei der Realisierung des FAIR-Bauprojekts, eines der größten Vorhaben für die Spitzenforschung weltweit.

Nach der Besichtigung der Testing-Halle, in der neue Hightech-Komponenten für FAIR aufgebaut und überprüft werden können, erhielt Michael Boddenberg von der Aussichtsplattform aus zunächst einen Überblick über den gesamte, 20 Hektar großen Baubereich. Anschließend konnte er den Fortschritt auf der FAIR-Baustelle bei einer Rundfahrt aus nächster Nähe besichtigen. Dazu gehörte unter anderem die Begehung des kürzlich im Rohbau fertiggestellten unterirdischen Beschleunigertunnels. Der zentralen Ringbeschleuniger SIS100 wird das Herzstück der künftigen Anlage sein. Außerdem gab es Gelegenheit zur Besichtigung des zentralen Kreuzungsbauwerks, des entscheidenden Knotenpunktes für die Anlagenstrahlführung, das derzeit über mehrere Geschosse gebaut wird. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-5113 Mon, 02 Aug 2021 09:34:11 +0200 Darmstädter Landtagsabgeordnete Hildegard Förster-Heldmann 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=5113&cHash=2fb64268457e82b403a7e73eacc58f67 Hildegard Förster-Heldmann, Landtagsabgeordnete und stellvertretende Fraktionsvorsitzende von Bündnis 90/Die Grünen Hessen sowie Vorsitzende der Stadtverordnetenfraktion in Darmstadt, war vor Kurzem zu Besuch bei GSI und FAIR. Empfangen wurde sie von Dr. Ulrich Breuer, Administrativer Geschäftsführer von GSI und FAIR, Jörg Blaurock, Technischer Geschäftsführer von GSI und FAIR, sowie Dr. Ingo Peter, Leiter der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit von GSI und FAIR. Die Politikerin wurde von Oliver Stienen, Fra Hildegard Förster-Heldmann, Landtagsabgeordnete und stellvertretende Fraktionsvorsitzende von Bündnis 90/Die Grünen Hessen sowie Vorsitzende der Stadtverordnetenfraktion in Darmstadt, war vor Kurzem zu Besuch bei GSI und FAIR. Empfangen wurde sie von Dr. Ulrich Breuer, Administrativer Geschäftsführer von GSI und FAIR, Jörg Blaurock, Technischer Geschäftsführer von GSI und FAIR, sowie Dr. Ingo Peter, Leiter der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit von GSI und FAIR. Die Politikerin wurde von Oliver Stienen, Fraktionsgeschäftsführer von Bündnis 90/Die Grünen in Darmstadt, und Judith Schreck von der Öffentlichkeitsarbeit begleitet.

Nach einführenden Informationen über den Stand des FAIR-Bauprojektes, die Campus-Weiterentwicklung, die bisherigen Forschungserfolge und aktuellen Experimente erhielten die Gäste bei einem geführten Rundgang Einblicke in die bestehenden Forschungseinrichtungen auf dem GSI- und FAIR-Campus. Besucht wurde der Linearbeschleuniger UNILAC, der Behandlungsplatz für die Tumortherapie mit Kohlenstoffionen, der Großdetektor HADES, das Großexperiment R3B und der Teststand für supraleitende Beschleunigermagneten, wo vor allem Hightech-Komponenten für FAIR geprüft werden.

Anschließend konnte Hildegard Förster-Heldmann von der Aussichtsplattform auf die FAIR-Baustelle den Fortschritt beim Bau des künftigen Beschleunigerzentrums FAIR in Augenschein nehmen, vom fertiggestellten Rohbau für den großen Ringbeschleuniger SIS100 bis zum zentralen Kreuzungsbauwerk, das über mehrere Geschosse gebaut wird. Außerdem sind Fundamente und Wände für den ersten-Experimentierplatz bereits errichtet. Das Experiment CBM (Compressed Baryonic Matter) ist eine der vier großen wissenschaftlichen Säulen der künftigen FAIR-Anlage, eines der größten Bauvorhaben für die Spitzenforschung weltweit. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-5111 Fri, 30 Jul 2021 09:00:00 +0200 Hessische CDU-Fraktionsvorsitzende Ines Claus 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=5111&cHash=d4013f132f4596dc530b9fc8cc39d198 Die Fortschritte des FAIR-Projekts, die aktuellen wissenschaftlichen Aktivitäten und die Campus-Weiterentwicklung waren zentrale Themen beim Besuch der CDU-Fraktionsvorsitzenden im Hessischen Landtag, Ines Claus, bei GSI und FAIR. Die Politikerin aus Groß-Gerau wurde von Dr. Ulrich Breuer, dem Administrativen Geschäftsführer von GSI und FAIR, und Jörg Blaurock, dem Technischen Geschäftsführer von GSI und FAIR, sowie Dr. Ingo Peter, dem Leiter der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit von GSI und FAIR, empfangen. Begleitet wurde sie bei dem Termin, der Teil ihrer Sommertour unter dem Motto „Innovativ, digital, nachhaltig“ war, von Büroleiter Ingo Schon, Marius Schmitt und Scarlett Rüger (beide Referat für Öffentlichkeitsarbeit).

Die Landespolitikerin informierte sich über den Stand des FAIR-Bauprojekts, eines der größten Vorhaben für die Spitzenforschung weltweit, sowie über die bisherigen Forschungserfolge und aktuellen Experimente. Nach einer einführenden Präsentation erhielt Ines Claus bei einem Rundgang über den GSI- und FAIR-Campus Einblicke in die bestehenden Beschleuniger- und Forschungsanlagen. Sie besichtigte den Linearbeschleuniger UNILAC, den Therapieplatz zur Tumorbehandlung mit Kohlenstoffionen, den Großdetektor HADES und das Großexperiment für exotische Kerne R3B.

Auf der Aussichtsplattform auf die FAIR-Baustelle konnte sich Ines Claus einen Überblick über die Baumaßnahmen und den aktuellen Stand der Arbeiten auf dem 20 Hektar großen Baufeld verschaffen. Das FAIR-Projekt kommt mit großen Fortschritten voran, unter anderem mit den fertiggestellten Rohbauarbeiten für den Tunnel des Beschleunigerrings SIS100, dem Herzstück der Anlage, und den Hochbauarbeiten für das zentrale Kreuzungsbauwerk, dem entscheidenden Knotenpunkt für die Anlagenstrahlführung. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-5102 Wed, 28 Jul 2021 08:30:00 +0200 Filmpreis für FAIR-Drohnenvideo https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5102&cHash=da66894ea24f1f1a43e24dc7b941182e Der "Longterm Dronelapse 2018-2020", mit dem GSI/FAIR den Fortschritt auf der FAIR-Baustelle dokumentieren, wurde vom World Media Festival mit dem "Intermedia-globe SILVER Award" ausgezeichnet. 811 Beiträge aus 41 Nationen wurden zu diesem Filmwettbewerb eingereicht. Der "Longterm Dronelapse 2018-2020", mit dem GSI/FAIR den Fortschritt auf der FAIR-Baustelle dokumentieren, wurde vom World Media Festival mit dem "Intermedia-globe SILVER Award" ausgezeichnet. 811 Beiträge aus 41 Nationen wurden zu diesem Filmwettbewerb eingereicht.

Mit einer ausgefeilten und noch nicht weit verbreiteten Filmtechnik erstellen GSI/FAIR seit 2018 Zeitraffer-Videos, um die Entwicklungen auf der Baustelle der Teilchenbeschleunigeranlage FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) zu zeigen. Die Jury des “WorldMediaFestivals | Television & Corporate Media Awards” bewertete das Video als herausragenden Beitrag in der Kategorie „Public Relations/Research and Science“ und verlieh hierfür den "Intermedia-globe SILVER Award". 

Mit der neuen Technik des „Longterm Dronelapse“ werden die Fortschritte auf einer der größten Baustellen für die Grundlagenforschung weltweit besonders greifbar. Hierfür fliegt Lars Möller von der interdisziplinären Medienproduktion „Zeitrausch“ aus Breuberg mit einer Drohne regelmäßig die gleichen Routen über die FAIR-Baustelle. Die dabei gefilmten bewegten Zeitraffervideos werden dann in einem einzigen Video kombiniert. Zeitraffervideos, die über nun bereits drei Jahre aufgenommen wurden, sind in dem von World Media Festival ausgezeichneten Video dank GPS-Unterstützung überlagert, sodass die Fortschritte der Bauaktivitäten auf beeindruckende Weise erlebbar werden.

Die WorldMediaFestivals haben ihren Sitz in Hamburg und sind eine Initiative von intermedia. Die WorldMediaFestivals | Television & Corporate Media Awards ehren laut eigenen Angaben herausragende Leistungen in den Bereichen Fernsehen, Corporate Film, Online und Print auf internationaler Ebene. Die Awards sind international als Symbol für höchste Produktionsstandards anerkannt und sind eine der weltweit höchsten Auszeichnungen im visuellen Wettbewerb. Erfahrene Fachleute aus der ganzen Welt sind ehrenamtlich als Juroren tätig. Die Entscheidungen basieren auf Kreativität und Effektivität. Die Kriterien, die sie verwenden, umfassen zum Beispiel Text, Ton, Schnitt, Bildmaterial, Einblicke und vor allem das Ausmaß, in dem der Beitrag seine Zielsetzung erfüllt, d.h. wie gut die definierte Zielgruppe angesprochen wird. (LW)

Mehr Informationen

Preisgekröntes Drohnenvideo Longterm Dronelapse

Liste der preisgekrönten Beiträge World Media Festival
 

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Presse Aktuelles FAIR
news-5106 Fri, 23 Jul 2021 08:53:00 +0200 Hessische Landtagsabgeordnete Katy Walther zu Gast 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=5106&cHash=d4f569dd2ea19473b1c0123f1f3d0853 Das energieeffiziente Höchstleistungsrechenzentrum Green IT Cube stand im Mittelpunkt des Besuchs der hessischen Landtagsabgeordneten Katy Walther. Begleitet wurde sie von Mitgliedern des Kreistags aus dem Landkreis Offenbach. Das energieeffiziente Höchstleistungsrechenzentrum Green IT Cube stand im Mittelpunkt des Besuchs der hessischen Landtagsabgeordneten Katy Walther. Begleitet wurde sie von Mitgliedern des Kreistags aus dem Landkreis Offenbach.

Der Besuch der Abgeordneten stand im Zeichen von nachhaltiger, energieeffizienter und performanter IT-Infrastruktur. Katy Walther von Bündnis 90/Die Grünen ist zuständig für den Landkreis Offenbach und wurde begleitet von den Fraktionsmitgliedern Olaf Hermann, Geschäftsführer der Kreistagsfraktion, dem umweltpolitischen Sprecher René Bacher, dem kulturpolitischen Sprecher Werner Kremeier, der Büroleiterin Corina Retzbach sowie den Kreistagsabgeordneten Sonja Arnold, Christine Dammer und Karin Wagner.

Die Gäste wurden von Dr. Ulrich Breuer, dem Administrativen Geschäftsführer von GSI und FAIR, und Jörg Blaurock, dem Technischen Geschäftsführer von GSI und FAIR, empfangen. Außerdem gehörten Dr. Helmut Kreiser, Gruppenleiter der IT-Abteilung DataCenter, und Dr. Ingo Peter, Leiter der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, zu den Teilnehmenden von GSI und FAIR.

Die Gäste nutzten die Gelegenheit, sich in Präsentationen und bei einer Führung durch den Green IT Cube umfassend über das Höchstleistungsrechenzentrum und seine Infrastruktur zu informieren und zeigten sich sehr interessiert an den vielversprechenden Perspektiven. 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. 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. Der Green IT Cube hat bereits zahlreiche Auszeichnungen erhalten, unter anderem den Blauen Engel, das Umweltzeichen der Bundesregierung.

Neben der Besichtigung des Green IT Cubes gehörte ein Überblick über die FAIR/GSI-Forschungsthemen und den aktuellen Stand des FAIR-Bauprojekts zum Programm. Außerdem konnten die Gäste einen Blick von der Aussichtsplattform auf das 20 Hektar großen FAIR-Baufeld mit den fertiggestellten Rohbauarbeiten für den Ringtunnel des SIS100 werfen. (JL)

Weitere Informationen
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Aktuelles
news-5104 Tue, 20 Jul 2021 07:27:00 +0200 Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert Grundlagenforschung zu Detektoren mit fast drei Millionen Euro https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5104&cHash=86d1302d7ac3dec09eba6febea269b80 Im Rahmen der Projektförderung des Aktionsplans ErUM-Pro des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) erhält das Institut für Kernphysik der Universität zu Köln insgesamt 2,8 Millionen Euro für die nächsten drei Jahre. Gefördert werden damit die Projekte von Professor Dr. Jan Jolie, Professor Dr. Peter Reiter und Professor Dr. Andreas Zilges, die sich mit der Untersuchung der kleinsten Strukturen von Materie beschäftigen. Diese Meldung basiert auf einer Pressemitteilung der Universität zu Köln

Im Rahmen der Projektförderung des Aktionsplans ErUM-Pro des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) erhält das Institut für Kernphysik der Universität zu Köln insgesamt 2,8 Millionen Euro für die nächsten drei Jahre. Gefördert werden damit die Projekte von Professor Dr. Jan Jolie, Professor Dr. Peter Reiter und Professor Dr. Andreas Zilges, die sich mit der Untersuchung der kleinsten Strukturen von Materie beschäftigen. Schwerpunkt sind die Entwicklung, der Aufbau und die Durchführung von Experimenten bei der internationalen Forschungseinrichtung FAIR, die sich momentan bei GSI im Aufbau befindet, und der Forschungsanlage ISOLDE des Forschungszentrums CERN bei Genf.

Ziel der Untersuchungen sind die Eigenschaften kurzlebiger bisher unbekannter Atomkerne, die an den Beschleunigern in Darmstadt und in Genf für die Experimente zur Verfügung gestellt werden. Die Kölner Gruppen tragen in diesem Zusammenhang wesentlich mit Detektoren für die γ-Spektroskopie, für den Nachweis von Neutronen und für die Strahlteilchen zur Instrumentierung zukünftiger Experimente bei. Die Experimente mit stabilen Strahlen, die an der Beschleunigeranlage der Universität zu Köln durchgeführt werden, werden somit in idealer Weise erweitert.

Die Kölner Kollaboration mit der europäischen Forschungseinrichtung ELI-NP (Extreme Light Infrastructure – Nuclear Physics) wird ebenfalls gestärkt. ELI-NP entsteht in der Nähe von Bukarest, Rumänien. Die einzigartige Kombination aus Laserstrahlen und Elektronenstrahlen aus Teilchenbeschleunigern ermöglichen eine zukünftige Lichtquelle, die durch extrem hohe Intensitäten und extrem hohe Energien charakterisiert ist.

Die sichtbare Materie um uns herum besteht zu 99,9 % aus Atomkernen. Diese bestehen aus Protonen und Neutronen, die durch die starke sowie elektromagnetische und schwache Kraft miteinander wechselwirken. Trotz intensiver experimenteller und theoretischer Anstrengungen ist die starke Wechselwirkung in Kernen bis heute nicht ausreichend verstanden. Atomkerne spielen auch eine zentrale Rolle bei der Energieerzeugung und anderen Prozessen in Sternen. Dies bedeutet, dass den Atomkernen eine wichtige Verbindungsrolle zwischen den allerkleinsten Systemen und den allergrößten Systemen (Sterne, Galaxien, Universum) zukommt. Aufgrund dieser einmaligen Stellung des Vielteilchensystems Atomkern ist es von fundamentaler Bedeutung, die Struktur von Kernen und die Wechselwirkungen der Nukleonen in Kernen zu verstehen.

Mit dem Aktionsplan ErUM-Pro fördert das BMBF die Vernetzung zwischen Universitäten, Forschungsinfrastrukturen und Gesellschaft, um die Forschungsinfrastrukturen weiterzuentwickeln und die Forschung dort zu bereichern. Der Aktionsplan ist Teil des BMBF-Rahmenprogramms ErUM – Erforschung von Universum und Materie. (CP)

Weitere Information:
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Aktuelles FAIR
news-5100 Thu, 15 Jul 2021 08:38:00 +0200 Glänzende Zukunft – Erstes Serienmodul für das UNILAC-Alvarez-Upgrade im Test https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5100&cHash=4ab100ebdf9e7329b29973807af99575 Höchste Qualität und spiegelnder Glanz: Im Inneren des sogenannten Alvarez-Beschleunigers, eines 55 Meter langen Teils des GSI-Linearbeschleunigers UNILAC, sticht die hochwertige Kupferoberfläche besonders hervor. Aufgrund der Ertüchtigungsmaßnahmen für den Betrieb mit der neuen Beschleunigeranlage FAIR, die gerade errichtet wird, erfährt auch die bestehende GSI-Anlage viele Verbesserungen. Höchste Qualität und spiegelnder Glanz: Im Inneren des sogenannten Alvarez-Beschleunigers, eines 55 Meter langen Teils des GSI-Linearbeschleunigers UNILAC, sticht die hochwertige Kupferoberfläche besonders hervor. Aufgrund der Ertüchtigungsmaßnahmen für den Betrieb mit der neuen Beschleunigeranlage FAIR, die gerade errichtet wird, erfährt auch die bestehende GSI-Anlage viele Verbesserungen. Eine davon ist der Austausch des bestehenden Alvarez gegen eine neue, verbesserte Beschleunigerstruktur vom Typ Alvarez. Ein erstes Serienmodul (First of Series – FoS) ist nun fertiggestellt und befindet sich im Test.

Der Linearbeschleuniger UNILAC (Universal Linear Accelerator) dient als erste Beschleunigungsstufe, um Ionen auf Tempo zu bringen. Der im hinteren Bereich des 120 Meter langen UNILAC liegende Alvarez-Abschnitt bringt sie von 5% auf 15% der Lichtgeschwindigkeit, damit sie in den GSI-Ringbeschleuniger eingespeist, weiterbeschleunigt und später in die FAIR-Anlage geleitet werden können. Da der bestehende, fast 50 Jahre in Betrieb befindliche Alvarez die hohen Anforderungen für FAIR nicht erreichen kann, fiel die Entscheidung für einen Austausch.

Die neuen Komponenten vereinen große Dimensionen im Meterbereich mit hoher Präzision im Submillimeterbereich. Innenseitige Oberflächen müssen in höchster Qualität mit Rauigkeiten von wenigen Mikrometern gefertigt sein, um später die Verkupferung aufbringen zu können. Eine große Herausforderung für die auf Großkomponenten spezialisierte GSI-Galvanik stellt aufgrund der notwendigen Homogenität auch die Kupferbeschichtung selbst dar. Nur mit ihr können die Geräte ihre „glänzende“ Zukunft im Beschleuniger antreten.

„Eine weitere Spezialität sind die in die Driftröhren der Struktur eingebauten Quadrupolmagnete, die während der Beschleunigung für eine Fokussierung des Strahls sorgen. Auch hier müssen Herstellung, Einbau und Justage exakt stimmen, um die Magnetfeldqualität zu wahren“, erläutert Beschleunigerphysiker Dr. Lars Groening, der die zuständige Abteilung „UNILAC Post Stripper Upgrade“ leitet. „Die Quadrupole haben wir gegenüber dem Bestands-Alvarez stark verbessert: Sie fokussieren stärker und können durch schnelle Umtastung im quasi-gleichzeitigen Betrieb mit mehreren Ionenarten optimale fokussierende Eigenschaften für jede Sorte gewährleisten. Das ist für FAIR unverzichtbar.“

In das Projekt sind viele der technischen Abteilungen von GSI/FAIR involviert. Nach umfangreicher Planung erfolgten Design und Konstruktion der Bauteile. Eine erste neue FoS-Alvarez-Komponente wurde in 2019 geliefert und auf dem Campus zusammengesetzt. Zunächst erfolgten Tests auf die spezifizierten Eigenschaften wie Dimensionen, Toleranzen und Oberflächenqualität der Innenseite sowie der Eigenschaften der elektromagnetischen Felder bei geringen Leistungen. Im vergangenen Jahr 2020 erhielt die Struktur dann ihren charakteristischen Glanz: Sie wurde erfolgreich in der GSI-Galvanik verkupfert und ist nun bereit für Tests im Hochleistungsbetrieb.

Besteht der FoS alle Tests, werden 25 Sektionen in Serienfertigung hergestellt. Auch sie müssen eine definierte Abnahmeprozedur und Tests der hochfrequenten elektromagnetischen Felder durchlaufen. Hierzu werden jeweils fünf Sektionen zu einer Kavität mit drei Tonnen schweren Enddeckeln an jeder Seite und den Driftröhren zusammengeschaltet, so dass insgesamt fünf Kavitäten getestet werden. Erst nach diesem sorgfältigen Testprogramm kann der Austausch des Bestands-Alvarez durch die fünf neuen Alvarez-Kavitäten im UNILAC-Tunnel beginnen, der rund eineinhalb Jahre dauern soll. (CP)

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Aktuelles FAIR
news-5098 Tue, 13 Jul 2021 08:42:00 +0200 Bauprojekt FAIR gewinnt Solid Bautechpreis 2021 – Hauptpreis für ausführendes Bauunternehmen PORR https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5098&cHash=8b58cfb4d08d1954b50394c46c14d212 Das Bauunternehmen PORR, zuständig für den Ingenieurbau im FAIR-Anlagenbereich Nord, hat im Juni den österreichischen Solid Bautechpreis 2021 in der Kategorie „Internationales“ gewonnen. Die Preise werden alle zwei Jahre als Hauptpreise und Anerkennungen für herausragende Bauleistungen österreichischer Firmen vom Baufachmagazin SOLID verliehen. Eine hochkarätige Fachjury zeichnet Bauprojekte in verschiedenen Kategorien aus. Das Bauunternehmen PORR, zuständig für den Ingenieurbau im FAIR-Anlagenbereich Nord, hat im Juni den österreichischen Solid Bautechpreis 2021 in der Kategorie „Internationales“ gewonnen. Die Preise werden alle zwei Jahre als Hauptpreise und Anerkennungen für herausragende Bauleistungen österreichischer Firmen vom Baufachmagazin SOLID verliehen. Eine hochkarätige Fachjury zeichnet Bauprojekte in verschiedenen Kategorien aus. Die Verleihungsgala, an der die Preisträger feierlich verkündet wurden, fand in diesem Jahr virtuell statt.

Seit 2018 realisiert die PORR im Projekt als Teil der ARGE FAIR Anlagenbereich Nord eines der aktuell größten und komplexesten Bauvorhaben der internationalen Spitzenforschung: PORR baut den 1,1 km langen FAIR-Beschleunigertunnel inklusive der darüberliegenden Gebäudeteile, das Kreuzungsbauwerk mit unterirdischer Transferhalle zur Leitung des Strahls in den Beschleunigerring (SIS100) sowie das angeschlossene Hauptversorgungsgebäude. (CP)

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Aktuelles FAIR
news-5086 Thu, 08 Jul 2021 10:00:00 +0200 Serienproduktion und Serientests der SIS100-Dipole für den großen FAIR-Beschleunigerring sind abgeschlossen https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5086&cHash=5c60b74340d37e50df54c1768652f7fc Ein weiterer entscheidender Etappenschritt auf dem Weg zur Fertigstellung des großen Ringbeschleunigers SIS100, des Herzstücks des künftigen Beschleunigerzentrums FAIR, ist erfolgt: Die Produktion aller 110 supraleitenden Dipolmagnete für den neuen Schwerionenbeschleuniger mit 1,1 Kilometern Umfang ist abgeschlossen, ebenso die entsprechenden Kalttests bei der endgültigen Betriebstemperatur von -269 Grad. Ein weiterer entscheidender Etappenschritt auf dem Weg zur Fertigstellung des großen Ringbeschleunigers SIS100, des Herzstücks des künftigen Beschleunigerzentrums FAIR, ist erfolgt: Die Produktion aller 110 supraleitenden Dipolmagnete für den neuen Schwerionenbeschleuniger mit 1,1 Kilometern Umfang ist abgeschlossen, ebenso die entsprechenden Kalttests bei der endgültigen Betriebstemperatur von -269 Grad.

Im FAIR-Ringbeschleuniger werden verschiedene ausgefeilte Magnete und ganze Magnetsysteme dafür sorgen, dass der Ionenstrahl präzise gelenkt und fokussiert wird. Zu ihnen gehören auch die supraleitenden Dipolmodule. Insgesamt wurden 110 Dipolmagnete für FAIR 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.

Die erfolgreiche Herstellung dieser Dipolmodule und ihr Testen stellt die größte je im Auftrag von GSI gefertigte Serie von Beschleunigerkomponenten dar. Der Abschluss ist ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zur Installation im Tunnel, die voraussichtlich in der zweiten Hälfte nächsten Jahres beginnen soll. Die Firma Bilfinger Noell in Würzburg, eine der wenigen europäischen Hersteller für supraleitende Magnete, war mit der Serienproduktion beauftragt.

Die SIS100-Dipolmagnete sind sogenannten Superferric-Magnete, bestehend aus einer supraleitenden Spule und einem Eisenjoch zur Führung des Magnetfeldes. Das Besondere an den Magneten ist die supraleitende Spule, in der ein spezielles supraleitendes Kabel zum Einsatz kommt. Dieses Nuklotronkabel – entwickelt wurde ursprünglich für den Kreisbeschleuniger Nuklotron am Joint Institute for Nuclear Research (JINR) im russischen Dubna – eignet sich besonders zur Erzeugung schnell gerampter Magnetfelder.

Das Kabel besteht aus einem Kupfer-Nickel-Röhrchen, um das Stränge aus Niobium-Titanium, einem gebräuchlichen Supraleiter, gewickelt sind. Das ursprüngliche Design wurde in Hinblick auf die Anforderungen von FAIR optimiert. Es wird mit flüssigem Helium gekühlt und bei einer Temperatur von 4,5 Kelvin betrieben (das entspricht 4,5 Grad Celsius über dem absoluten Nullpunkt bei rund -273 Grad). Das Design der Magneten erlaubt es, Vakuumkammern für den Ionenstrahl zu integrieren, deren Wandtemperatur ebenfalls knapp über dem absoluten Nullpunkt liegt. Damit wirken die Kammerwände wie eine Superpumpe, an denen die restlichen Teilchen des Strahlvakuums heften bleiben. Der in dieser Weise ermöglichte extrem niedrige Restgasdruck ist zwingende Voraussetzung zur Beschleunigung von Schwerionenstrahlen höchster Intensitäten. Höchste Teilchenintensitäten gehören zu den Spezifikationen der FAIR-Anlage, die eine große Vielfalt neuer Experimentiermöglichkeiten bietet.

Jeder der etwa drei Tonnen schweren und drei Meter langen Magnete wurde einem umfangreichen Prüfprogramm unterzogen: Die Qualitätskontrolle der Produktion und verschiedene Tests erfolgten vor der Auslieferung nach Darmstadt unter Raumtemperatur-Bedingungen in Würzburg. Unter anderem wurde die geometrische Präzision der inneren Apertur und die elektrischen Eigenschaften der Spule im Rahmen des sogenannten FAT (Factory Acceptance Tests) vermessen. Es gelang der Firma Bilfinger Noell, die Fertigung über die gesamte Serie so präzise zu gestalten, dass die Abweichungen der Geometrie der feldbestimmenden Polschuhe stets kleiner als 50 Mikrometer von der Sollgeometrie waren.

Nach der Lieferung zu GSI wurden alle 110 Dipolmodule einem SAT (Site Acceptance Test) unterzogen, der auch Leistungstests bei der finalen Betriebstemperatur von 4,5 K umfasste. Um die Magnete auf diese Temperatur abkühlen zu können, wurde bei GSI eigens eine aufwendige, fast 700 Quadratmeter große Testeinrichtung mit Kryoanlage für supraleitende Beschleunigermagnete (STF, Series Test Facility) aufgebaut. Sie verfügt über vier sogenannte Feed-Boxen, an die die Dipolmodule angeschlossen werden und in unterschiedlichen Phasen parallel getestet werden konnten. Mit einem eigens beschafften Hochleistungsnetzteil konnten die Module im Leistungstest mit Stromstärken bis zu 17 Kiloampere bei Stromanstiegsraten von 28.000 Ampere pro Sekunde versorgt werden.

Das Testprogramm für alle 110 Dipolmodule wurde in jahrelanger Zusammenarbeit von Mitarbeitenden verschiedener Fachbereiche und Abteilungen durchgeführt. In einem letzten Integrationsschritt werden nun noch die dünnwandigen Dipolkammern eingebaut, die bei der Firma PINK Vakuumtechnik in Wertheim produziert werden. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-5096 Tue, 06 Jul 2021 07:11:00 +0200 Charta der Vielfalt unterzeichnet: GSI/FAIR fördert Diversität https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5096&cHash=da1b4a28355bcc140cbae026b99157bf Das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH und die Facility for Antiproton and Ion Research in Europe GmbH (FAIR GmbH) haben die „Charta der Vielfalt“ unterzeichnet. Damit bekennt sich GSI/FAIR zu einer Organisationskultur der Vielfalt, die frei von Vorurteilen ist. Das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH und die Facility for Antiproton and Ion Research in Europe GmbH (FAIR GmbH) haben die „Charta der Vielfalt“ unterzeichnet. Damit bekennt sich GSI/FAIR zu einer Organisationskultur der Vielfalt, die frei von Vorurteilen ist. Die Umsetzung der „Charta der Vielfalt“ hat zum Ziel, ein wertschätzendes Arbeitsumfeld für alle Mitarbeitenden zu schaffen und zu fördern, „unabhängig von Alter, ethnischer Herkunft und Nationalität, Geschlecht und geschlechtlicher Identität, körperlichen und geistigen Fähigkeiten, Religion und Weltanschauung, sexueller Orientierung und sozialer Herkunft“, heißt es in der Charta. Unterzeichnet wurde die Urkunde durch die drei Geschäftsführer von GSI und FAIR, Professor Paolo Giubellino, Dr. Ulrich Breuer und Jörg Blaurock.

Die „Charta der Vielfalt" geht auf eine Unternehmensinitiative zur Förderung von Vielfalt in Unternehmen und öffentlichen Einrichtungen zurück. Die Bundesregierung unterstützt diese Initiative, Schirmherrin der Charta ist Bundeskanzlerin Angela Merkel. Inzwischen haben über 3800 Unternehmen und Institutionen mit mehr als 14 Millionen Beschäftigten die Charta der Vielfalt unterzeichnet.

Träger der Initiative ist seit 2010 der gemeinnützige Verein Charta der Vielfalt e.V.. Ziel ist es, die Anerkennung, Wertschätzung und Einbeziehung von Vielfalt in der Unternehmenskultur in Deutschland zu fördern. Mit unterschiedlichen Projekten treibt die Charta der Vielfalt die inhaltliche Diskussion zum Diversity-Management in Deutschland weiter voran.

Professor Paolo Giubellino, Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR, hebt hervor: „Für GSI/FAIR als stark international agierende Forschungseinrichtung ist die Zusammenarbeit mit unterschiedlichen Menschen und Kulturen bereits gelebte Vielfalt. Spitzenforschung basiert auf lebendigen Kooperationen über alle Grenzen hinweg, nicht nur über Ländergrenzen. Eine vorurteilsfreie Perspektive, die die unterschiedlichsten Talente optimal fördert, ist von großer Bedeutung für erfolgreiche Wissenschaft.“

Ulrich Breuer, Administrativer Geschäftsführer von GSI und FAIR, betont: „Die Vielfalt der Mitarbeitenden mit all ihren unterschiedlichen Fähigkeiten und Talenten erschließt ein Potenzial, auf das wir nicht verzichtet wollen und nicht verzichten können. Vielfalt ist auch ein wirtschaftlicher Erfolgsfaktor. Sie eröffnet Chancen, um den Anforderungen des modernen Wirtschafts- und Arbeitslebens noch erfolgreicher und effizienter zu begegnen, gerade in einer weltoffenen Institution wie GSI/FAIR.“

Jörg Blaurock, Technischer Geschäftsführer von GSI und FAIR, unterstreicht: „Wertschätzung und Anerkennung von Vielfalt sind eine wichtige Ressource, die den Weg zu innovativen Lösungen ebnet. Neue Perspektiven und konstruktives Zusammenwirken ermöglichen es, sich den Herausforderungen der zunehmenden Globalisierung zu stellen. Diese Innovationsfähigkeit, die aus einer Organisationskultur der Vielfalt hervorgeht, gilt es zu nutzen, um zukunftsträchtige Projekte wie FAIR zu gestalten und voranzutreiben.“

Bereits im vergangenen Jahr hatten sich die Zentren der Helmholtz-Gemeinschaft darauf geeinigt, ein gemeinsames Verständnis von Diversität, Inklusion und einer diversitätssensiblen Organisationskultur zu entwickeln und zu leben. Alle 19 Mitglieder der Helmholtz-Gemeinschaft, darunter auch GSI, verabschiedeten dazu in ihren Mitgliederversammlungen eine entsprechende Leitlinie, um die Rahmenbedingungen dafür zu schaffen, Vielfalt und Inklusion auch in den Prozessen, Strukturen und Gegebenheiten der Zentren abzubilden. Nun konnte mit der Unterzeichnung der „Charta der Vielfalt“ untermauert werden, wie wichtig für GSI/FAIR ein Klima der Akzeptanz und des gegenseitigen Vertrauens ist. (BP)

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Presse Aktuelles FAIR
news-5092 Thu, 01 Jul 2021 08:15:00 +0200 ALICE misst abweichende Charm-Hadronisierung https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5092&cHash=32526c587f24049d6231494ef5895c81 Neue Messungen der ALICE-Kollaboration zeigen, dass sich die Art und Weise, wie Charm-Quarks in Proton-Proton-Kollisionen Hadronen bilden, deutlich von den Erwartungen unterscheidet, die auf Messungen an Elektronenbeschleunigern basieren. Die ALICE-Forschungsabteilung bei GSI war maßgeblich an der Messung und Auswertung der Ergebnisse beteiligt. Diese Meldung basiert auf einer Nachricht des Europäischen Forschungsorganisation CERN

Neue Messungen der ALICE-Kollaboration zeigen, dass sich die Art und Weise, wie Charm-Quarks in Proton-Proton-Kollisionen Hadronen bilden, deutlich von den Erwartungen unterscheidet, die auf Messungen an Elektronenbeschleunigern basieren. Die ALICE-Forschungsabteilung bei GSI war maßgeblich an der Messung und Auswertung der Ergebnisse beteiligt.

Quarks gehören zu den Elementarteilchen des Standardmodells der Teilchenphysik. Neben Up- und Down-Quarks, die die Grundbausteine der gewöhnlichen Materie im Universum sind, existieren vier weitere Quark-Varianten, die in Kollisionen an Teilchenbeschleunigern wie dem Large Hadron Collider LHC des CERN ebenfalls reichlich produziert werden. Quarks werden aufgrund eines fundamentalen Aspekts der starken Wechselwirkung, dem sogenannten Farbladungseinschluss, nicht isoliert beobachtet. Der Einschluss bedingt, dass Teilchen, die die Ladung der starken Wechselwirkung, genannt Farbe, tragen, farbneutrale Zustände bilden. Dies wiederum zwingt Quarks dazu, einen Prozess der Hadronisierung zu durchlaufen, d. h. Hadronen zu bilden, die zusammengesetzte Teilchen sind, die meist aus einem Quark und einem Antiquark (Mesonen) oder aus drei Quarks (Baryonen) bestehen. Die einzige Ausnahme ist das schwerste Quark, das Top, das zerfällt, bevor es Zeit hat, zu einem Hadron zu werden.

An Teilchenbeschleunigern entstehen Quarks mit großer Masse, wie z. B. das Charm-Quark, nur bei den ersten Wechselwirkungen zwischen den kollidierenden Teilchen. Je nach Art des verwendeten Strahls sind dies Elektron-Positron-, Elektron-Proton- oder Proton-Proton-Kollisionen (wie am LHC). Die anschließende Hadronisierung von Charm-Quarks zu Mesonen (D0, D+, Ds) oder Baryonen (Λc, Ξc, ...) findet auf einer langen Raum-Zeit-Skala statt und wurde bis zu den jüngsten Erkenntnissen der ALICE-Kollaboration als universell ­ – also unabhängig von der Spezies der kollidierenden Teilchen –  angesehen.

Die großen Datenmengen, die während der zweiten Messperiode am LHC gesammelt wurden, ermöglichten es ALICE, die überwiegende Mehrheit der in den Proton-Proton-Kollisionen erzeugten Charm-Quarks zu erfassen, indem die Zerfälle aller Arten von Charm-Mesonen und der häufigsten Charm-Baryonen (Λc und Ξc) rekonstruiert wurden. Es wurde festgestellt, dass die Charm-Quarks zu 40 % Baryonen bilden. Das ist viermal so oft als aufgrund von Messungen erwartet, die zuvor an Collidern mit Elektronenstrahlen gemacht wurden (e+e- und ep in der Abbildung).

„Unsere lokale ALICE-Gruppe bei GSI hat unter Koordination von Dr. Andrea Dubla viele dieser Resultate produziert und publiziert. Dabei kam auch eine Auswertungssoftware zur Rekonstruktion der Zerfälle zum Einsatz, die für das FAIR-Experiment zur Untersuchung komprimierter Kernmaterie CBM entwickelt wurde und nun von CBM und ALICE gemeinsam genutzt wird“, erläutert Professorin Silvia Masciocchi, Leiterin der ALICE-Abteilung bei GSI. „Die Untersuchung schwerer Quarks gehört zu den Schwerpunkten unserer ALICE-Forschung bei GSI, und wir freuen uns sehr, dass unsere langjährigen Bemühungen nun zu solch eindrucksvollen Resultaten beigetragen haben. Wir profitieren auch sehr vom HGF-GSI-OCPC Programm, das uns ermöglicht, exzellente junge Wissenschaftler von chinesischen Universitäten für unsere Forschung zu gewinnen. Dies eröffnet spannende Perspektiven für die Zukunft.“

Die Messungen zeigen, dass der Prozess des Farbladungseinschlusses und der Hadronenbildung immer noch ein unzureichend verstandener Aspekt der starken Wechselwirkung ist. Aktuelle theoretische Erklärungen für die Baryonenanreicherung beinhalten die Kombination von mehreren Quarks, die in Proton-Proton-Kollisionen erzeugt werden, und neue Mechanismen bei der Neutralisierung der Farbladung. Zusätzliche Messungen während der nächsten Messperiode am LHC werden es ermöglichen, diese Theorien zu überprüfen und unser Wissen über die starke Wechselwirkung zu erweitern. (CERN/CP)

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Aktuelles FAIR
news-5088 Tue, 29 Jun 2021 07:00:00 +0200 ESA-FAIR-Kooperation: Dr. Dr. Jennifer Ngo-Anh tritt Nachfolge von Thomas Reiter 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=5088&cHash=7163eb2fe0511f2f5e599e591a5e2ab6 In der gemeinsamen Kooperation der Europäischen Weltraumorganisation ESA und des internationalen Beschleunigerzentrums FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research GmbH), das derzeit beim GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt entsteht, gibt es eine neue ESA-Verantwortliche für die Umsetzung der ESA-FAIR-Kooperation: Die promovierte Medizinerin und Neurowissenschaftlerin Jennifer Ngo-Anh hat die Nachfolge von Astronaut Thomas Reiter angetreten, der vor kurzem in Ruhestand gegangen ist In der gemeinsamen Kooperation der Europäischen Weltraumorganisation ESA und des internationalen Beschleunigerzentrums FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research GmbH), das derzeit beim GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt entsteht, gibt es eine neue ESA-Verantwortliche für die Umsetzung der ESA-FAIR-Kooperation: Die promovierte Medizinerin und Neurowissenschaftlerin Jennifer Ngo-Anh hat die Nachfolge von Astronaut Thomas Reiter angetreten, der vor kurzem in Ruhestand gegangen ist. Auf Seiten von FAIR ist Dr. Corinna Kausch von der Abteilung Biophysik verantwortlich für die Umsetzung der Kooperation.

Dr. Dr. Jennifer Ngo-Anh ist als Forschungs- und Nutzlastenkoordinatorin im ESA-Direktorat für astronautische und robotische Weltraumexploration tätig. Dort koordiniert sie das Forschungs- und Nutzlastprogramm, das das übergeordnete Ziel hat, sichere und nachhaltige Langzeit-Explorationsmissionen in den tiefen Weltraum mit menschlichen Besatzungen zu ermöglichen. In ihrem Aufgabenfeld wird sie auch die ESA-FAIR-Kooperation zur Erforschung von kosmischer Strahlung verantwortlich betreuen, in die sie schon zuvor maßgeblich eingebunden war, unter anderem als Teil des Projektteams bei der Umsetzung der gemeinsamen ESA-FAIR Summer School.

Der Wissenschaftliche Geschäftsführer von GSI und FAIR, Professor Paolo Giubellino, sagte: „GSI und FAIR danken Thomas Reiter ganz herzlich für die hervorragende Zusammenarbeit. Er war einer der entscheidenden Initiatoren der ESA-FAIR-Kooperation, die wir mit der Vertragsunterzeichnung im Februar 2018 erfolgreich starten konnten und die seither zahlreiche wichtige Forschungsbeiträge hervorgebracht hat. Wir freuen uns sehr auf die künftige Zusammenarbeit mit Dr. Dr. Ngo-Anh und die Möglichkeit, gemeinsam mit ihr unsere Kooperation weiter voranzubringen. Die Zusammenarbeit von FAIR und ESA eröffnet einmalige Möglichkeiten für exzellente Forschung im Bereich der kosmischen Strahlung und ihrer Auswirkungen.“

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. Weiter wichtiger Baustein ist die Beurteilung von Strahlenrisiken. Die genauere Erforschung von kosmischer Strahlung, wie sie die ESA-FAIR-Kooperation anstrebt, ist somit eine der zentralen Aufgaben zum effektiven Schutz von Astronaut*innen und Raumfahrtsystemen.

Die neue ESA-Verantwortliche Dr. Dr. Ngo-Anh freut sich ebenfalls auf die vertiefte Zusammenarbeit mit GSI/FAIR und betont die Bedeutung: „Weltraumstrahlung gilt als eine der Hauptrisiken für lang andauernde menschliche Erkundungsmissionen in den tiefen Weltraum. Deshalb wollen wir in Kooperation mit GSI/FAIR unser Verständnis der Weltraumstrahlung vorantreiben. Die Kooperation ist einzigartig, da im Bereich der Weltraum-Strahlungsforschung nur sehr begrenzte Möglichkeiten bestehen, Materialien der (Weltraum-)Bestrahlung auszusetzen. Eines der Hauptziele der Kooperation ist es, weltraumrelevante Experimente durchzuführen und die gewonnenen Erkenntnisse an den hochmodernen Anlagen und der Infrastruktur von GSI beziehungsweise FAIR in Darmstadt direkt anzuwenden – und damit einen Beitrag zur nachhaltigen und sicheren Erforschung des Weltraums mit menschlichen Besatzungen zu leisten.“

Dr. Dr. Jennifer Ngo-Anh studierte in Tübingen Medizin und promovierte dort, danach folgte ein Neurowissenschaftsstudium mit Promotion an der Universität Portland im US-Bundesstaat Oregon. Anschließend begann ihre Karriere bei der ESA im Direktorat für astronautische Raumfahrt. Heute leitet sie als Programmkoordination Forschung und Nutzlasten mit einem 20-köpfigen Team die hauptsächlich medizinisch-lebenswissenschaftlichen Aspekte des europäischen Raumfahrt-Programms. Zu ihrem Tätigkeitsbereich gehören die wissenschaftliche Planung, Koordination und Umsetzung des europäischen Beitrags zur Internationalen Raumstation (ISS) sowie aller europäischen bodenbasierter Aktivitäten im Bereich der astronautischen und robotischen Raumfahrt. (BP)

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Aktuelles FAIR
news-5090 Thu, 24 Jun 2021 07:46:00 +0200 TRON nutzt GSI-/FAIR-Experimentierzeit für Krebsforschung: Kombination von Schwerionentherapie und mRNA-Impfstoff https://www.gsi.de/start/aktuelles/detailseite?tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Bnews%5D=5090&cHash=fad569a3a2dd40de6e43fcdfbe217e5a Es ist eine starke Allianz für die Forschung im Kampf gegen den Krebs, die den Weg für spannende neue Entwicklungen eröffnet: Auf der einen Seite das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt mit seinen weltweit einmaligen Beschleunigeranlagen und der hier entwickelten Krebstherapie mit Ionenstrahlen. Auf der anderen Seite das biopharmazeutische und translationale Forschungsinstitut TRON aus Mainz mit seiner hochspezialisierten Onkologieforschung. Es ist eine starke Allianz für die Forschung im Kampf gegen den Krebs, die den Weg für spannende neue Entwicklungen eröffnet: Auf der einen Seite das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt mit seinen weltweit einmaligen Beschleunigeranlagen und der hier entwickelten Krebstherapie mit Ionenstrahlen. Auf der anderen Seite das biopharmazeutische und translationale Forschungsinstitut TRON aus Mainz mit seiner hochspezialisierten Onkologieforschung. TRON ist über seinen Gründer Professor Ugur Sahin und weitere Wissenschaftler*innen eng mit dem Biotechnologie-Unternehmen BioNTech verbunden, das mit seiner Corona-Impfstoff-Entwicklung Wissenschaft auf Weltniveau betreibt – basierend auf modernsten Anwendungen von mRNA-Impfstoffen aus der Tumorforschung.

In der laufenden Experimentierzeit auf dem GSI- und FAIR-Campus nutzt TRON in Zusammenarbeit mit der GSI-Abteilung Biophysik die Beschleunigeranlagen für eine neue, vielversprechende Kombination an Therapieansätzen: die Verbindung der Kohlenstoffionentherapie einerseits und der Immuntherapie mit einem mRNA-basierten Krebsimpfstoff andererseits. Die Kombination dieses potenten systemischen Medikaments mit lokalem Schwerionenbeschuss der Primärmasse könnte ein Schlüssel sein, um Krebserkrankungen im fortgeschrittenen Stadium zu besiegen.

Noch ist die Forschung von TRON bei GSI/FAIR ein Blick in die Zukunft. „Die Ergebnisse werden eine erste Orientierung geben, ob die Schwerionen-Strahlentherapie von einer kombinierten Immuntherapie mit Krebsimpfstoffen profitieren kann, und sind aufschlussreich für die Translation von Radioimmuntherapie-Kombinationen unter Verwendung schwerer Ionen in die Klinik“, erläutern die beiden TRON-Wissenschaftlerinnen Dr. Fulvia Vascotto und Dr. Nadja Salomon.

„Ziel des aktuellen Experiments bei GSI/FAIR ist es, die Wirksamkeit von Kohlenstoffionen und Röntgenstrahlen (konventionelle Strahlentherapie), jeweils kombiniert mit einem mRNA basierten, für ein Maustumormodell spezifischen Impfstoff, direkt zu vergleichen“, erklärt Dr. Alexander Helm, Wissenschaftler in der GSI-Abteilung Biophysik und für die Experimentkoordination zuständig. Das Experiment betritt absolutes Neuland: Eine Partikeltherapie mit Kohlenstoffionen und therapeutische Krebsimpfstoffe wurden bisher noch nie kombiniert.

Das Immunsystem spielt eine wichtige Rolle bei der Vermeidung und Heilung 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, tarnen sich so geschickt, dass die körpereigene Abwehr den Feind nicht erkennt oder zu schwach ist, um ihn zu bekämpfen. Eine Immuntherapie kann das Immunsystem in diesem Kampf gegen den Krebs wieder aktivieren.

Der in prä-klinischen Studien bei TRON verfolgte Ansatz führt dazu, das Immunsystem über eine Impfung mit Boten-RNA (mRNA) zu stimulieren. Mit der Impfung – die zerbrechliche mRNA wird dabei in eine schützende Lipid-Hülle eingepackt – erhält der tumorerkrankte Organismus wertvolle Informationen. Wie ein Lehrer instruiert der von den antigenpräsentierenden Zellen aufgenommene Impfstoff spezifisch das Immunsystem, aktiviert es zur Produktion von Antigenen und mobilisiert es gegen die mutierten Krebszellen. Dieser Krebsimpfstoff basiert auf ähnlichen Technologien wie die gegen Covid-19 eingesetzten mRNA-basierten Impfstoffe.

Es gibt bereits einen Hinweis darauf, dass eine konventionelle Strahlentherapie (hochenergetische Röntgenstrahlung) als zweite Komponente neben einem mRNA-Impfstoff Synergien bewirkt, die sich als effizienter in der antitumoralen Wirkung zeigen und das Immunsystem stärken. Die immunologischen Effekte einer Schwerionentherapie sind dagegen weniger bekannt. Die Strahlentherapie mit Kohlenstoffionen wurde bei GSI entwickelt und ist mittlerweile sehr erfolgreich in Heidelberg und Marburg sowie in neun weiteren Zentren weltweit für bestimmte Tumorformen in der klinischen Anwendung. Kann die Strahlentherapie mit Kohlenstoffionen bei bestimmten Tumorarten von Vorteil sein und kann sie neue klinische Perspektiven für mehr Krebspatient*innen eröffnen? Möglicherweise ist diese Therapieform immunogener, könnte also eine noch stärkere Immunantwort auslösen als eine konventionelle Strahlentherapie und gemeinsam mit einem individualisierten mRNA-Impfstoff dazu führen, dass mehr Patient*innen auf diese therapeutische Kombination ansprechen. Das ist die Art von Fragen, auf die dieses Proof-of-Concept-Experiment eine Antwort geben möchte.

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung der GSI-Abteilung Biophysik hatte im vergangenen Jahr mit Hauptautor Dr. Alexander Helm bereits erste vielversprechende Ergebnisse für den möglichen Nutzen einer Behandlungskombination aus Kohlenstoffionen und Immuntherapie veröffentlicht. 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. Dabei waren allerdings Checkpoint-Inhibitoren statt des jetzigen therapeutischen mRNA-Impfstoffs Basis der Immuntherapie gewesen.

Der Fortgang der aktuellen Krebsforschung bei TRON in Mainz wird neue Antworten liefern, unter anderem im Hinblick auf die Tumorkontrolle/-rückgang (hier ein kolorektales Adenokarzinom) und über die Mechanismen, die immunologische Zellakteure bei den antitumoralen Effekten einbeziehen. Doch um dieses Potenzial noch besser ermessen zu können, muss weitere Forschung erfolgen und schließlich auch der Einsatz in klinischen Studien getestet werden. „Wissenschaftliche Synergien durch sich ergänzende Forschung wirken als Beschleuniger für die Entwicklung innovativer Therapieansätze. Gemeinsame Forschungsaktivitäten, wie derzeit zwischen der GSI und TRON, sind daher von hoher Bedeutung für die zukunftsorientierte Krebsforschung“, betont Michael Föhlings, Geschäftsführer von TRON.

Die Weiterentwicklung der Therapie mit geladenen Teilchen ist ein Spezialgebiet von Professor Marco Durante, dem Leiter der GSI-Abteilung Biophysik. Den Ergebnissen der TRON-Untersuchungen sieht er mit Spannung entgegen: „Die Teilchentherapie ist stark im Wachstum begriffen und ist möglicherweise die wirksamste und präziseste Strahlentherapietechnik. Sie mit hochmodernen Impfstoffen zu kombinieren, ist ein äußerst vielversprechender Ansatz. Ziel dabei ist es immer, die zentrale Frage zu beantworten: Wie soll therapiert werden, um die effizienteste, die beste Immunantwort zu bekommen im Kampf gegen den Krebs? Die gesamte Erfahrung von TRON und GSI/FAIR auf dem Gebiet der Krebsforschung wird dabei gebündelt und verstärkt. Das ist für mich ein Highlight unseres aktuellen FAIR-Phase 0-Experimentierprogramms.“

Der Wissenschaftlicher Geschäftsführer von GSI und FAIR, Professor Paolo Giubellino sagt: „Ich bin von diesen Experimenten außerordentlich begeistert. Dass ein mRNA-basierter Impfstoff in Verbindung mit Ionenstrahlen zur Entwicklung einer möglichen neuen Krebstherapie untersucht wird, ist ein perfektes Beispiel für das große Potenzial der Grundlagenforschung an unseren Beschleunigeranlagen, um neue Ergebnisse zum Nutzen der Gesellschaft hervorzubringen. Die erste Stufe des FAIR-Experimentierprogramms, das Vorlaufprogramm FAIR Phase 0, bietet bereits hervorragende Möglichkeiten. Mit dem Bau der FAIR-Anlage in Darmstadt wollen wir dieses Potenzial in weltweiter Zusammenarbeit ausbauen und weiterentwickeln." (BP)

Über TRON:

Die TRON gGmbH ist ein biopharmazeutisches Forschungsinstitut, das neue Diagnostika und Arzneimittel für die Therapie von Krebs und anderen Erkrankungen mit hohem medizinischem Bedarf entwickelt. Der Schwerpunkt von TRON liegt in der Entwicklung neuer Plattformen für personalisierte Therapiekonzepte und Biomarker, und somit in der Überführung grundlagenorientierter Forschung in die Entwicklung neuer Arzneimittel. In Zusammenarbeit mit akademischen Institutionen, Biotechnologiefirmen und der pharmazeutischen Industrie kommen in der Forschung am TRON modernste Technologien zum Einsatz. Zudem stellt TRON seine einzigartige Expertise und Infrastruktur der Entwicklung von innovativen Arzneimitteln zur besseren Patientenversorgung zur Verfügung.

Über GSI/FAIR:

Das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt betreibt eine weltweit einzugartige Beschleunigeranlage für Ionen. Einige der bekanntesten Ergebnisse sind die Entdeckung sechs 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. Mit FAIR wird Materie im Labor erzeugt und erforscht werden, wie sie sonst nur im Universum vorkommt. 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.

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Presse Aktuelles
news-5084 Mon, 21 Jun 2021 09:00:00 +0200 Forschungsprojekt in Neu Delhi: Stipendium für GSI-Wissenschaftler 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=5084&cHash=23715604f492a5d3162b01e363249a18 Der GSI-Wissenschaftler Dr. Rahul Singh wurde mit dem Forschungsstipendium “Visiting Advanced Joint Research (VAJRA) Faculty Scheme” ausgezeichnet. In diesem Zusammenhang erhielt er eine Einladung, mehrere Forschungsmonate innerhalb eines Jahres in Indien zu verbringen, gefördert von der indischen Regierung. Am Inter-University Accelerator Center (IUAC) in Neu-Delhi wird er gemeinsam mit Mitarbeitenden des IUAC auf dem Gebiet der Strahloptik und -diagnostik für die Hochstrominjektor-Entwicklung (HCI) forsc Der GSI-Wissenschaftler Dr. Rahul Singh wurde mit dem Forschungsstipendium “Visiting Advanced Joint Research (VAJRA) Faculty Scheme” ausgezeichnet. In diesem Zusammenhang erhielt er eine Einladung, mehrere Forschungsmonate innerhalb eines Jahres in Indien zu verbringen, gefördert von der indischen Regierung. Am Inter-University Accelerator Center (IUAC) in Neu-Delhi wird er gemeinsam mit Mitarbeitenden des IUAC auf dem Gebiet der Strahloptik und -diagnostik für die Hochstrominjektor-Entwicklung (HCI) forschen.

Das VAJRA Faculty Scheme ermöglicht es Dr. Rahul Singh, im Jahr 2021 ein gemeinsames Forschungsprojekt mit seinen Kolleg*innen am IUAC in Neu Delhi durchzuführen. Dieses prestigeträchtige Forschungsstipendium des Science and Engineering Research Board, Government (SERB), eines Gremiums des indischen Ministeriums für Wissenschaft und Technologie, ist ein spezielles Förderprogramm, um talentierten Forschenden indischer Herkunft – es können auch deutsche Staatsbürger*innen sein – einen wissenschaftlichen Austausch und eine Forschungskooperation in Indien zu ermöglichen, die zu einer engeren Zusammenarbeit der Partnerinstitute führt.

Dr. Rahul Singh ist in der Abteilung Strahldiagnostik bei GSI und FAIR tätig und arbeitet als Arbeitspaketleiter für das Closed-Orbit-Feedback-System für den zukünftigen FAIR-Ringbeschleuniger SIS100. Sein derzeitiger Forschungsschwerpunkt liegt auf Signalverarbeitungsalgorithmen für Synchrotrons und Speicherringe, Rückkopplungssystemen und der Optimierung der langsamen Extraktion bei FAIR. Weitere Forschungsinteressen umfassen die Anwendung von Übergangsstrahlung für die transversale und longitudinale Diagnostik in verschiedenen Teilen der GSI-Beschleunigeranlage, die inverse Modellierung des Beschleunigers sowie die Anwendung von maschinellen Lerntechniken zur Leistungsverbesserung von Diagnosegeräten.

Das VAJRA (Visiting Advanced Joint Research) Faculty Scheme des Science and Engineering Research Board, Government (SERB) India ist ein spezielles Programm ausschließlich für ausländische Forschende und Akademiker*innen mit Schwerpunkt auf nicht ortsansässigen Inder*innen (NRI) und Personen indischen Ursprungs (PIO), um als Lehrbeauftragte*r oder Gastwissenschaftler*in für einen bestimmten Zeitraum in indischen, öffentlich finanzierten akademischen und Forschungseinrichtungen zu arbeiten.

Das indische Gastinstitut, das Inter-University Accelerator Centre (IUAC), ist das erste Inter-University Centre (IUC) der University Grant Commission (UGC) of India, 1984 nach Zustimmung der Planungskommission als autonome Einrichtung mit dem Namen Nuclear Science Centre mit dem Ziel gegründet, innerhalb des Universitätssystems Beschleunigersysteme von Weltklasse zusammen mit experimentellen Einrichtungen zu schaffen und eine grundlegende Infrastruktur zu bieten, um international wettbewerbsfähige Forschung im Bereich der Kernphysik, Materialwissenschaft, Atomphysik, Strahlenbiologie, Strahlenphysik und Beschleuniger-Massenspektrometrie zu ermöglichen. Das Zentrum wurde 1991 zu einer nationalen User-Einrichtung und verfügt über Indiens größten Tandembeschleuniger. Später kamen weitere Beschleuniger wie ein supraleitender Linearbeschleuniger, ein 1,7-MeV-Pelletron-Beschleuniger und eine auf Electron Cyclotron Resonance (ECR)-Ionenquelle basierende Niederenergie-Ionenstrahlanlage hinzu.

Weitere Informationen

Für weitere Informationen zum Programm kann Programm-Koordinator Dr. Pradeep Ghosh kontaktiert werden.

Weiterführende Links

GET_INvolved Programm

VAJRA Programm – Indien

IUAC New Delhi – Indien

Exzellenz-Zertifikat der GSI/FAIR-Geschäftsführung für Dr Rahul Singh

 

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FAIR News (DEU) Aktuelles FAIR
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)

Weitere Informationen

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)

Weitere Informationen
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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)

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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)

Weitere Informationen:
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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)

Weitere Informationen

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)

Weitere Informationen
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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)

Weitere Informationen

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)

Weitere Informationen
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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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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)

Weitere Informationen
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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)

Weitere Informationen
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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)

Weitere Informationen:
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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)

Mehr Informationen

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 mode