Quelle: G. Otto, GSI

Die Mitarbeitenden des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung trauern um

Professor Dr. Dr. h.c. Hans Geissel

* 13.05.1950     † 29.04.2024

der im Alter von 73 Jahren verstorben ist.

Hans Geissel war ein enthusiastischer Wissenschaftler und begnadeter Experimentalphysiker, ein steter Quell neuer Forschungsideen, beteiligt an vielen bahnbrechenden Entdeckungen auf dem Gebiet der exotischen Kerne und in anderen Bereichen der Forschung, ausgezeichnet mit zahlreichen Wissenschaftspreisen und Ehrungen, Professor an der Justus-Liebig-Universität Gießen und Ehrendoktor der Chalmers Universität in Göteborg. Er war Betreuer und Mentor mehrerer Generationen junger Forscher*innen und – für die GSI zukunftsweisend – ein wichtiger Vordenker und Wegbereiter des wissenschaftlichen Programms an der internationalen Forschungsanlage FAIR. Bis zuletzt arbeitete er an zahlreichen Forschungsprojekten.

Als der Physik-Student Hans Geissel in den 1970er Jahren bei Heinz Ewald, der am II. Physikalischen Institut der Justus-Liebig Universität in Gießen für Design und Aufbau des SHIP federführend war, erstmals von jenem Spitzenforschungsinstitut hörte, welches in der Nähe von Darmstadt gebaut werden solle, war er von Anfang an fasziniert. Es sollte ihn bis zu seinem Lebensende begleiten, er hat große Teile seines wissenschaftlichen Programms maßgeblich geprägt, er hat entscheidende Grundlagen für die zukünftige FAIR Experimentieranlage gelegt; bis zum letzten Atemzug arbeitete er noch an verschiedenen Projekten, für die er während seiner akademischen Laufbahn ein weltweit einzigartiges Profil und spezielle Werkzeuge entwickelt hatte.

Doch der Reihe nach: in Alsfeld geboren, von Gottfried Münzenberg während seiner Diplom-Arbeit beim Aufbau von Flugzeitdetektoren für das SHIP betreut, wurde er mit einem von Peter Armbruster vorgeschlagenen Thema zur Untersuchung der atomaren Wechselwirkung von energiereichen Schwerionen in Materie 1977 an der JLU promoviert und verbrachte seine Postdoc-Zeit von 1982 bis 1984 am kanadischen AECL-Labor in Chalk-River (Kanada). Es war die Kombination aus Kern-, Atomphysik und Ionenoptik, die für seine wissenschaftliche Arbeit charakteristisch werden und ihn zeitlebens begleiten sollte.

Zurück bei GSI, begannen Mitte der 1980er-Jahre die konkreten Vorbereitungen zum SIS-ESR-Projekt. In letzter Minute – die Planungsarbeiten für den Bau waren bereits abgeschlossen – entstand die Idee einen Fragmentseparator zu integrieren – in Berkeley waren kurz zuvor „exotische Atomkerne“, sogenannte Halo-Kerne, entdeckt worden, und in Caen war ein neues Separationsprinzip für Projektilfragmente entwickelt worden – niemand wußte zu jener Zeit wie solch ein Instrument mit relativistischen Strahlen funktioniert, es gab ernste Zweifel ob es überhaupt jemals funktionieren könne. Es waren solche Aufgaben, die Hans Geissel jederzeit motivierten, die totale Herausforderung, um Neues zu ermöglichen, um Unbekanntes zu erforschen: mit Sachverstand, Beharrlichkeit, Fleiß und zu guter Letzt auch immer mit einem Quäntchen vom Glück des Tüchtigen. Und mit den besten Leuten und den neuesten Werkzeugen. Was ab 1991 folgte, war eine wissenschaftlich äußerst fruchtbare Periode, ein hochauflösendes Impuls-Spektrometer für relativistische Ionen war ein weltweites Novum für die kernphysikalische Forschung mit Schwerionen und eröffnete zahlreiche neue Forschungsmöglichkeiten, es erschloß einen neuen Energiebereich für Präzisionsexperimente, die Kombination eines Fragmentseparators mit einem Speicherring war einmalig in der Welt – und ist es – mit einer Ausnahme – bis heute geblieben!

Als Beispiele seien hier nur einige Pionierarbeiten genannt, die aufs Engste mit Hans Geissels Namen verbunden sind: die erstmalige Entdeckung eines Proton-Halos, die Entdeckung der Zwei-Protonen-Radioaktivität, die erste Speicherung und Kühlung von radioaktiven Kernen im ESR, die erstmalige Messung von mehreren hundert Grundzustandsmassen instabiler Nuklide, Präzisionsdaten zur atomaren und nuklearen Wechselwirkung von Schwerionen in Materie – diese Daten sind nicht zuletzt für die Tumortherapie mit schweren Ionen von Bedeutung –, die Entdeckung gebundener pionischer Zustände in schweren Atomen, die ersten Experimente zum beta-Zerfall in gebundene Endzustände in hochionisierten instabilen Kernen wie 205Tl, die ersten Entwicklungen und Tests von PET-Kameras Anfang der 1990er Jahre am FRS, die Entdeckung mehrerer doppelt-magischer Kerne fernab des Stabilitätstals, wie z.B. 100Sn und 78Ni, sowie eine Vielzahl neuer Isotope. Seit 2012 hält Hans Geissel mit insgesamt 277 neu entdeckten Isotopen den „Weltmeister“-Ttitel. Nicht zu unterschätzen ist auch die im Jahr 1994 überraschende Entdeckung, dass die Spaltung von energiereichen Uranstrahlen und Separation im Flug eine universelle und ausgesprochen leistungsstarke Quelle zur Erzeugung und Untersuchung neutronenreiche Nuklide im mittleren Massenbereich ist: das Konzept aller Fragmentseparatoren, die seitdem geplant und aufgebaut wurden – insbesondere BigRIPS in RIKEN (Japan), ARIS in MSU (USA), HFRS bei HIAF (China) und nicht zuletzt des Super-FRS bei FAIR –, basiert auf diesen bahnbrechenden Forschungsergebnissen.
Neben der Leitung der FRS-Gruppe, die er ab 1996 innehatte, führte Hans Geissel von 1999 bis 2012 die Super-FRS Arbeitsgruppe und war maßgeblich an der Genese der NUSTAR-Kollaboration beteiligt. Nach der Habilitation 1996 wurde er zum außerplanmäßigen Professor an der JLU in Gießen ernannt und war ab dem Jahr 2000 am Aufbau der IONAS-Arbeitsgruppe am II.Physikalischen Institut beteiligt (IONAS steht für Ionenoptik, Nukleare Astrophysik und Struktur exotischer Kerne). Er war und blieb seiner Alma Mater stets eng verbunden, die universitäre Ausbildung junger Forscherinnen und Forscher war ihm besonders wichtig. Er betreute zahlreiche Diplom- und Master-Arbeiten sowie eine Vielzahl von Dissertationen. Er pflegte vielfältige internationale Verbindungen, mit Kolleginnen und Kollegen in Theorie und Experiment, mit Forscherteams und Beschleunigerlaboren weltweit, besonders intensiv mit Frankreich, Japan, Kanada und USA. Ab 2015 war er als Helmholtz-Professor weiterhin bei GSI und an der JLU tätig, widmete sich besonders der Entwicklung des wissenschaftlichen Profils der Super-FRS Experiment Kollaboration, die sowohl den FRS bei GSI als auch den Super-FRS bei FAIR als hochauflösendes Impulsspektrometer zusammen mit neuartigen Detektoren wie dem (Super-)FRS Ion Catcher für neue Experimente nutzt. Mit dem spezifischen Verständnis von atomaren und nuklearen Wechselwirkungen von Schwerionen in Materie und der speziellen Verbindung mit der Ionenoptik legte er die Grundlagen für Simulationsprogramm (wie ATIMA, MOCADI usw.), die notwendig sind um neue wissenschaftliche Apparate zu entwickeln, die insbesondere notwendig sind um neuartige Experimente an einem Instrument von der Komplexität eines FRS oder Super-FRS oder gar der Kombination eines Fragmentseparators mit einem Speicherring erfolgreich durchführen zu können und weiterzuentwickeln. Als Beispiel sei das erste Channeling-Experiment am SIS-18 im Jahr 1993 genannt, welches nur durch eine spezielle ionenoptische Einstellung des FRS ermöglicht wurde, die er entwickelt hatte um einen Parallelstrahl mit kleinster Winkeldivergenz zu erzeugen. Darüber hinaus waren Eigenschaften, Dynamik und Struktur exotischer Kerne, exotische Atome und die nukleare Astrophysik seine bevorzugten Forschungsthemen. Seine experimentelle Erfahrung und sein profundes Wissen auf diesen Gebieten machten ihn zum Vordenker von FRS und Super-FRS und deren innovativer wissenschaftlicher Programme. Er war der „Mastermind“ vieler Experimente mit exotischen Kernen an hochauflösenden Impulsspektrometern. Bis zuletzt arbeitete er aktiv, zielstrebig und ergebnisorientiert an mehreren Projekten, deren Gemeinsamkeit der Transport von Schwerionen durch Materie innerhalb ionenoptischer Systeme war. Eine seiner letzten Arbeiten war der Lösung des Puzzles um den Gas-Festkörper-Unterschied bei der Abbremsung von Schwerionen gewidmet, ein Problem, welches bereits seit der Mitte des letzten Jahrhunderts viele Fragen aufgeworfen und vielfältige Untersuchungen angestoßen hatte.
Für seine herausragenden wissenschaftlichen Arbeiten und epochemachenden Entdeckungen erhielt er viele Auszeichnungen, so z.B. die Ehrendoktorwürde der Chalmers Universität in Göteborg (Schweden), die Goldmedaille der Comenius-Universität in Bratislava (Slowakei), die SUNAMCO-Medaille der IUPAP (zusammen mit Sigurd Hofmann) sowie den Alexander von Humboldt-Preis in Physik von der Polnischen Stiftung für Wissenschaft. Die wissenschaftliche Arbeit war für Hans Geissel persönliche Leidenschaft und Erfüllung, er empfand sie als ein Privileg und lebte sie als ein die Menschen über Länder-, Sprach- und Kulturgrenzen hinweg verbindendes Element. Das internationale Umfeld, die interdisziplinäre und generationenübergreifende Zusammenarbeit haben Hans Geissel inspiriert. Bis zum Schluß war er jung genug geblieben, um Althergebrachtes über Bord zu werfen und kraftvoll etwas Neues zu beginnen, wenn es ihm interessant erschien. Er war wissensdurstig und immer offen, besonders wenn es um die Zusammenarbeit mit anderen Menschen ging. Es war ein großes Glück, dass wir viele Jahre lang mit ihm zusammenarbeiten konnten. Wir haben viel von ihm gelernt.

GSI und FAIR haben einen herausragenden Wissenschaftler und geschätzten Kollegen verloren und nehmen mit großer Dankbarkeit und tiefem Respekt Abschied von Hans Geissel. Unser tiefes Mitgefühl gilt seiner Familie.

Christoph Scheidenberger für die Kollegen und Freunde von Hans Geissel,
Geschäftsführung, Betriebsrat und Belegschaft des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung

Foto: privat

Helmut Koch, geboren am 30.5.1941, begann sein Physikstudium an der Technischen Universität Aachen 1960. Die sechziger Jahre waren auch die Zeit in der das Quarkmodell entwickelt wurde und Ergebnisse von Beschleunigern immer neue, überraschen Ergebnisse lieferten. Ob dies Helmut Koch bewogen hat sich der Physik der Quarks und Gluonen, sprich der starken Wechselwirkung zu widmen, ist nicht bekannt, allerdings widmete er sein weiteres wissenschaftliches Leben diesen Themen.

Am CERN in der Gruppe von Professor Backenstoss widmete er sich daher exotischen Atomen, bei denen das Elektron z.B. durch ein Pion ersetzt wurde. Seine Dissertation trägt den Titel “Bestimmung der Breite pionischer 2p-Niveaus aus Intensitätsmessungen an 2p-1s Röntgenlinien”. Hierbei beeinflusst die starke Wechselwirkung die Bahnen der Pionen. Nachdem Strange-Quarks verfügbar waren, untersuchte er kaonische Atome und Hyperkerne am ersten Niederenergie-Kaonenstrahl des CERN PS. Die anschließende Verfügbarkeit von Antimaterie in Form von Antiprotonen begann ihn sofort zu faszinieren. Er war Co-Autor einer Publikation zu “Observation of Antiprotonic Atoms”. Die Antiprotonen sollten ihn seitdem nicht mehr loslassen und die Suche nach exotischen Materieformen bestimmten seither seine Forschungen. Er suchte nach Baryonium-Zuständen am CERN und erkannte sehr schnell, welches Potenzial in einem neuen Speicherring für Antiprotonen, dem Low Energy Antiproton Ring (LEAR) steckte. Das Vorhandensein gekühlter, untergrundfreier Antiprotonen erlaubte es, die Untersuchung der starken Wechselwirkung auf ein ganz neues Niveau zu heben. Die Vernichtung von Quarks und Antiquarks in Form von Protonen mit Antiprotonen zu Gluonen ist ein einmaliger Weg die starke Wechselwirkung zu verstehen. Ein an modernen Hochenergieexperimenten orientierter Detektor, der Crystal Barrel Detektor wurde unter Helmut Kochs Leitung am LEAR installiert. Von da an gab es ein neues Qualitätsmerkmal für die spektroskopische Untersuchung von Hadronen mit leichten Quarks. Wie ein bekannter Teilchenphysiker am CERN, Lucien Montanet, einmal nur halb scherzhaft bemerkte, gab es das Qualitätskriterium “4-Sterne-Resonanz” nur wenn das Teilchen entsprechend von Crystal Barrel beobachtet worden war. Sehr viele hochwertige Publikationen entsprangen dem Experiment in seiner Laufzeit von 7 Jahren.

Gleichzeitig plante Helmut Koch aber für die Zeit nach Crystal Barrel. Er war Mitglied einer Studiengruppe, die eine Europäische Hadronen Facility bauen wollte, die ebenso nicht verwirklicht wurde wie das SuperLEAR-Projekt, da beide in finanzieller Konkurrenz zu größeren CERN-Erweiterungen standen. Die spektroskopische Untersuchung von Hadronen konnte Helmut Koch jedoch mit dem Babar-Experiment im kalifornischen Stanford sowie am ELSA-Beschleuniger in Bonn fortsetzen. Als sich doch die Gelegenheit bot, auf europäischem Boden wieder eine dedizierte Antiprotonenmaschine zu bauen, war Helmut Koch mit vollem Elan dabei. Seiner Mitwirkung ist es zu verdanken, dass die Antiprotonenphysik Teil der neuen FAIR-Anlage in Darmstadt ist. Das A in FAIR steht für Antiprotonen. Leider kommt das PANDA-Experiment, welches neue einzigartige Möglichkeiten zur Untersuchung der Hadronen bietet, zu spät für ihn.

Zuletzt noch ein Wort über den Menschen und Hochschullehrer Helmut Koch. Er habilitierte sich in Karlsruhe vom CERN aus und wurde in Karlsruhe dann C3-Professor, bevor er 1990 den C4-Ruf nach Bochum bekam, den anzunehmen er nie bereute, denn er fühlte sich hier hochwillkommen. Helmut Koch war ein wahrer Humanist, stets freundlich und besorgt, der seine Schüler und Kollegen schätzte und förderte. Er war stets bereit der Hadronenphysik Community zu dienen, sei es als Gutachter, Konferenz-Organisator oder als DPG-Fachverbandsvorsitzender. Selbst in kritischen Situationen blieb er immer besonnen und man hörte kein böses Wort von ihm. Sein umsichtiges Verhalten machte ihn auch zu einem beliebten Segelkameraden, eine seiner Lieblingsbeschäftigungen im Urlaub. Schöne Segeltrips und anschließend ein gutes Glas Rotweinmit Helmut Koch sind auch für mich unvergessene Erinnerungen an einen tollen Menschen und Mentor – Helmut Koch.