Aus der Forschung
Beim Aufbau des ALICE Experiments. Bild: Antonio Saba/CERN
Kontakt
Andreas Schulze
Ansprechpartner Helmholtz-Allianzen
Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren
Anna-Louisa-Karsch-Str. 2
10178 Berlin
Steckbrief Helmholtz-Allianz EMMI
Laufzeit:
April 2008 bis März 2014
Fördersumme:
18,75 Mio. Euro
Helmholtz-Zentren:
GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (Sprecher: Prof. Dr. Peter Braun-Munzinger), Forschungszentrum Jülich
Universitäten:
Darmstadt, Frankfurt, Heidelberg, Münster, Marie et Pierre Curie - Paris VI (Frankreich), Tokyo (Japan)
Weitere Partner-Institute:
FIAS Frankfurt Institute for Advanced Studies, Max-Planck-Institut für Kernphysik Heidelberg, Joint Institute for Nuclear Astrophysics JINA (USA), Lawrence Berkeley National Laboratory LBNL (USA), RIKEN (Japan)
Helmholtz-Allianz EMMI – Erforschung kosmischer Materie im Labor
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Helmholtz-Allianz EMMI erforschen das Verhalten von Materie bei extrem hohen und niedrigen Temperaturen und bei sehr hoher Dichte. Sie untersuchen dabei die heißesten und kältesten Formen der Materie im Universum. Das moderne Verständnis all dieser Materieformen basiert auf gemeinsamen Konzepten, die innerhalb von EMMI weiterentwickelt werden.
Mit der Allianz „Kosmische Materie im Labor“ fördert die Helmholtz-Gemeinschaft seit April 2008 den Aufbau des ExtreMe Matter Instituts EMMI am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung. Das neue Institut wird zu einem internationalen Zentrum ausgebaut, an dem Beiträge von über 300 Wissenschaftlern aus 13 nationalen und internationalen Partnerinstitutionen koordiniert werden. Neben den Partnerinstitutionen sind an EMMI derzeit weitere 27 Experten als assoziierte Partner beteiligt, darunter zwei Nobelpreisträger. Professor Dr. Peter Braun-Munzinger leitet EMMI als wissenschaftlicher Direktor.
Die bei EMMI untersuchten Arten der Materie sind sehr vielfältig. Die heißeste bekannte Form der Materie ist das Quark-Gluon-Plasma, das für Bruchteile von Sekunden nach dem Urknall das Universum ausfüllte. Es kann heute nur in Schwerionenkollisionen kurzzeitig erzeugt und untersucht werden, zum Beispiel im ALICE Experiment am Large Hadron Collider am CERN. Während Quarks und Gluonen, die elementaren Bausteine der Atomkerne, bei alltäglichen Temperaturen beispielsweise in Protonen oder Neutronen eingeschlossen sind, bilden sie bei den in Schwerionenkollisionen erzeugten Temperaturen eine Art Flüssigkeit - das Quark-Gluon-Plasma. Die kälteste Form der Materie sind ultrakalte Quanten-Gase, wie man sie seit kurzem im Labor erzeugen kann. Die dichteste Form der Materie dagegen findet sich im Inneren von Neutronensternen. Weitere bei EMMI untersuchte Materieformen sind Atome in starken elektromagnetischen Feldern sowie Plasmen, die durch starke Laser erzeugt werden.
Diesen so verschiedenen Formen der Materie ist gemeinsam, dass sehr viele Teilchen stark miteinander wechselwirken, was die theoretische Beschreibung erschwert. In EMMI erarbeiten Experten neue interdisziplinäre Forschungsansätze und Methoden, um Materie unter solch extremen Bedingungen besser zu verstehen. Hierzu tragen zahlreiche Workshops bei, deren Durchführung eine Kernaktivität von EMMI ist. Die bei EMMI gewonnenen Erkenntnisse werden auch in die Planung der Experimente an der zukünftigen Beschleunigeranlage FAIR eingehen.
