Задача

В области исследований «Структура материи» Объединения имени Гельмгольца изучаются составные части материи, а также действующие среди них силы с различными величинами, начиная с элементарных частиц, заканчивая структурами во вселенной.

В центре внимания находятся при этом не только отдельные частицы, но и комплексные явления в твердых телах и жидкостях, которые возникают в результате взаимодействия мириад атомов. Фундаментальное исследование помогает сделать выводы, которые делают возможным разработку новых материалов с нужными электронными, механическими или термическими свойствами. Именно в этой области проявляется весь исследовательский потенциал Объединения имени Гельмгольца: внедрение мощного оборудования и комплекса инфраструктур для исследований. Идет ли речь об ускорителе заряженных частиц, синхротронном излучении или же источнике нейтронов - Объединение имени Гельмгольца предоставляет крупные, отчасти не имеющие себе равных во всем мире научные инфраструктуры, которые используются множеством ученых Германии и зарубежья. Благодаря запланированному рентгеновскому лазеру European XFEL, который будет построен в Германском электронном синхротроне (DESY) в сотрудничестве с европейскими государствами, появится источник рентгеновского излучения, чья максимальная мощность в десять миллиардов раз больше, чем мощность всех построенных до этого аппаратов. Еще один крупный инструмент появится в Центре имени Гельмгольца по исследованию тяжелых ионов (GSI) в городе Дармштадт. „Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR)“ – это ускоритель нового поколения, который производит ионные лучи с доселе недостижимой интенсивностью, а также очень высокой энергией.

Исследование в области структуры материи интегрировано в государственные и международные директивы, определяющие направленность научно-исследовательской деятельности по отдельным программам по временным шкалам от 10 до 15 лет. Эти фундаментальные исследования в то же время генерируют импульсы для технологических разработок. При помощи своих альянсов Объединение им. Гельмгольца создало новые структуры, чтобы за счёт усиленных связей внутри сети улучшить условия исследований. Так, в области исследований «Структура материи» в 2009 году была успешно продолжена работа в рамках двух альянсов Объединения им. Гельмгольца: «Физика по терашкале» и «Космическая материя в лаборатории».

Сеть «Физика по терашкале» объединяет лучших немецких исследователей, работающих в области физики элементарных частиц, которые принимали участие в разработке Большого адронного коллайдера. Он был запущен в 2009 году в Европейском центре ядерных исследований (CERN), и теперь учёные проводят там исследовательскую работу. Для этой цели ядерные физики из двух центров им. Гельмгольца, Германского электронного синхротрона (DESY) и Технологического института Карлсруэ (KIT) объединились с коллегами из 18 университетов и Мюнхенского института физики имени Макса Планка. Благодаря этому альянсу физика элементарных частиц в Германии значительно повысила свою значимость в глобальном научно-исследовательском ландшафте. Подтверждение этому было получено в рамках промежуточного заключения, вынесенного международной экспертной комиссией в ноябре 2009 года.

С помощью второго альянса под названием «Космическая материя в лаборатории» на территории GSI Центра им. Гельмгольца по исследованию тяжёлых ионов был создан новый институт „ExtreMe Matter Institute“ (EMMI), который за счёт связей с 13 ведущими, в том числе международными, исследовательскими учреждениями образует „фабрику мыслей“ для исследователей, работающих на ускорителе по исследованию ионов и антипротонов (FAIR). Своими научными результатами институт EMMI вносит важный вклад в планирование экспериментов на новых крупных устройствах, которые будут установлены в GSI Центре им. Гельмгольца по исследованию тяжёлых ионов, в Германском электронном синхротроне (DESY) и в Европейском центре ядерных исследований (CERN).

Участвующие Центры имени Гельмгольца:

Германский электронный синхротрон (DESY),

Исследовательский центр Юлих,

Технологический институт Карлсруэ (KIT),

Центр имени Гельмгольца Геестхахт (HZG),

GSI Центр имени Гельмгольца по исследованию тяжелых ионов,

Центр имени Гельмгольца Берлин по исследованию материалов и энергии (HZB),

Центр имени Гельмгольца Дрезден-Россендорф.

В начале 2009 года Центр имени Гельмгольца Берлин по исследованию материалов и энергии (HZB, прежде институт Хана-Майтнер) объединился с Берлинским научно-исследовательским центром по изучению синхротронного излучения BESSY в крупнейшее научно-исследовательское учреждение Берлина под названием Центр имени Гельмгольца Берлин по исследованию материалов и энергии (HZB).  

Программно-целевое финансирование на период 2010 - 2014 гг.

В первой половине 2009 годы международные эксперты высоко оценили стратегическую направленность области исследований и программ, отметив достигнутые блестящие результаты. С начала второго этапа реализации программы, т.е. с 2010 года, учёные работают по четырём программам, программа «Конденсированная материя» по содержанию была отнесена к исследовательскому участку ключевых технологий.

В основе всех программ лежат тесные взаимосвязи между теорией и экспериментом, а некоторые из программ ещё соединены между собой научными и технологическими аспектами. При этом стоит цель и дальше развивать исследовательскую инфраструктуру, эффективно её использовать и оказывать оптимальную поддержку пользователям, чтобы совместно с отечественными и зарубежными партнёрами укреплять лидирующие позиции учёных Объединения им. Гельмгольца в этой области.