(openPR) Seit Juli 2017 untersucht der SFB/TRR 211 die extremsten Zustände von Materie im Universum. Die Wissenschaftler*innen ergründen, was geschieht, wenn gewöhnliche Materie auf höchste Temperaturen erhitzt und unter enormen Druck gesetzt wird. Unter solchen Bedingungen lösen sich Protonen und Neutronen in ihre Bestandteile auf – Quarks und Gluonen. Diese Zustände finden sich bei der Verschmelzung von Neutronensternen, in Schwerionenkollisionen an Teilchenbeschleunigern und im frühen Universum kurz nach dem Urknall.
„Dieser Sonderforschungsbereich ist ein erstklassiges Beispiel für theoretische Spitzenforschung im Kontext internationaler Großexperimente“, sagt Professorin Dr. Angelika Epple, Rektorin der Universität Bielefeld. „Dass die DFG diesen Verbund nun bereits zum dritten Mal fördert, spricht für sich.“
„Die erneute Förderung ist eine Anerkennung der herausragenden Arbeit unseres Teams“, sagt der Teilchenphysiker Professor Dr. Sören Schlichting von der Universität Bielefeld, der künftig als Sprecher den SFB leiten wird. 26 Projektleiter*innen und weitere 76 Wissenschaftler*innen kooperieren in der neuen Förderphase in dem Transregio. „Wir verbinden theoretische Grundlagenforschung mit Anwendungen in Kosmologie, Schwerionenphysik und Astrophysik – eine weltweit einzigartige Konstellation“, so Schlichting.
Erfolge der zweiten Förderphase
In der vergangenen, zweiten Förderphase hat der Verbund mehr als 250 wissenschaftliche Arbeiten veröffentlicht und zwei bedeutende internationale Konferenzen organisiert. Die Forschenden erzielten neue Erkenntnisse zum Phasendiagramm der Quantenchromodynamik (QCD) – einer Art Landkarte, die zeigt, in welchen Zuständen Materie bei verschiedenen Temperaturen und Dichten vorliegt. Sie entwickelten Methoden, um aus Experimenten in Teilchenbeschleunigern und aus Beobachtungen von Neutronenstern-Verschmelzungen Rückschlüsse auf die Eigenschaften von extremer Materie zu ziehen.
„Unsere Arbeit liefert die theoretischen Grundlagen, um experimentelle Daten präzise zu interpretieren“, erklärt der Kern- und Teilchenphysiker Professor Dr. Guy Moore von der Technischen Universität Darmstadt, aktueller Sprecher des SFB und künftig stellvertretender Sprecher. „Das ist entscheidend für die großen internationalen Messkampagnen, die derzeit laufen oder geplant sind.“
Quantencomputer und Gravitationswellen
In der neuen Förderphase untersucht der Verbund etwa, wie sich extrem dichte Materie verhält und welche Zustandsänderungen dabei auftreten. Die Forschenden erproben hierbei auch neue theoretische Methoden, etwa unter Einsatz von Quantencomputern.
„Wir verbinden fundamentale Teilchenphysik mit beobachtbaren Phänomenen“, sagt die Kernphysikerin Professorin Dr. Hannah Elfner von der Goethe-Universität Frankfurt, stellvertretende Sprecherin des SFB. „Unsere Forschung beantwortet grundlegende Fragen zur Entwicklung des Universums – vom Verhalten kleinster Materieteilchen bis zur Struktur von Neutronensternen.“
Der Verbund macht Teilchenphysik in Formaten wie „Shots of Science“ im Irish Pub oder Schulvorträgen erlebbar. Voraussichtlich im Januar präsentiert das Team die SFB-Forschung in einem öffentlichen Vortrag in der „Physik am Samstag“-Reihe.
wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Sören Schlichting, Universität Bielefeld
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