Computermodell vom Gesamtaufbau des CBM-Experiments. Computermodell vom Gesamtaufbau des CBM-Experiments. Foto: Bergische Universität Wuppertal

750.000 Euro für Sternenexplosion im Labor

Wissenschaftler der Bergischen Uni haben für ihre Forschungen mit hochverdichteter Materie Bundesfördermittel in Höhe von 750.000 Euro erhalten. Sie wollen Materie, wie sie in Neutronensternen existiert untersuchen.

Für einen Himmelskörper sind sie sehr klein: Neutronensterne haben gerade mal eine Ausdehnung von rund 20 Kilometern. Aber sie sind unglaublich schwer, wiegen bis zu drei Mal soviel wie die Sonne. Heruntergerechnet ist somit jeder Kubikzentimeter eines solchen Sterns mehrere 100 Millionen Tonnen schwer. Sie entstehen, wenn ein Stern als Supernova explodiert. Im Inneren der dabei zurückbleibenden Neutronensterne erwartet die Wissenschaft noch höhere Dichten und noch unbekannte Materiezustände.

Beim „Compressed Baryonic Matter“-Experiments mit internationaler Beteiligung sollen diese Zustände im Labor erzeugt und im Detail untersucht werden. Dabei werden hochenergetische
Atomkerne zur Kollision gebracht und anschließend ihre Fragmente untersucht. Eine Wuppertaler Arbeitsgruppe um die Physiker Prof. Dr. Karl-Heinz Kampert und Dr. Christian Pauly an der Forschungsanlage FAIR in Darmstadt entwickelt für solche Experimente einen RICH-Detektor („Ring-Imaging-Cherenkov-Detektors“). Er misst unter anderem die thermische Strahlung aus der hochverdichteten Materie. „Die – ebenfalls vom Bundesministerium für Bildung und Forschung finanzierten – Vorarbeiten verliefen außerordentlich erfolgreich und haben in Kooperation mit dem japanischen Weltmarktführer Hamamatsu bereits zu einer entscheidenden Verbesserung in der Empfindlichkeit der benötigten hochempfindlichen Photosensoren geführt“, so Prof. Kampert.

„Mit der erneuten Bewilligung durch das Forschungsministerium können wir uns jetzt in den kommenden drei Jahren neben dem Aufbau des RICH Detektors vor allem um die Entwicklung und Fertigung einer hochkompakten schnellen Ausleseelektronik mit 65.000 einzelnen Kanälen für die über 1000 Photosensoren kümmern“, ergänzt Dr. Christian Pauly. Bereits 2017 sind erste Messungen am Teilchenbeschleuniger FAIR in Darmstadt geplant. Die Physiker hoffen, dass ihnen hier bereits erste Einblicke in das Innere von Neutronensternen gelingen werden, aus denen sie Erkenntnisse über mögliche neue Materiezustände gewinnen können.

FAIR („Facility for Antiproton and Ion Research“) ist eine internationale Beschleuniger-Anlage zur Forschung mit Antiprotonen und Ionen. Über 3.000 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus der ganzen Welt führen bei FAIR Experimente durch, um ein besseres Verständnis für die fundamentale Struktur der Materie zu gewinnen und diese in ihren seltenen Formen zu studieren.

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