Lade Login-Box.
E-Paper Abo & Service Immo Stellen Trauer
Anzeige Laufsport - Alles rund um den Mainova Frankfurt Marathon ... Frankfurt am Main 21°C

Er erforscht die Bausteine der Welt

Wenn Physiker die letzten Geheimnisse des Universums untersuchen, brauchen sie spezielle Messinstrumente, die viele Milliarden kosten können. Ein Team von Physikern vom Uni-Campus Riedberg baut solche Geräte. Mit ihnen lassen sich selbst kleinste Teilchen auf ihre Bestandteile untersuchen.
Doktorand Jan Michel untersucht ein Vakuumgefäß. Bilder > Doktorand Jan Michel untersucht ein Vakuumgefäß.
Frankfurt. 

Joachim Stroth will tief ins Innere der Materie blicken und verstehen, wie die Welt entstanden ist. Dazu lässt der Physikprofessor in einem Teilchenbeschleuniger besonders schwere Atome wie Gold, Silber oder Blei mit fast Lichtgeschwindigkeit zusammenstoßen. Die Trümmer helfen ihm, das Geheimnis der Entstehung der Materie zu enträtseln.

Doch Stroth hat ein Problem: Das Gerät, das er braucht, gibt es noch nicht. Und kaufen kann man es auch nicht. Also muss der Physiker seine Technik selbst bauen. Und das macht er am Uni-Campus Riedberg. Dort arbeitet er unter anderem mit einem Team von Physikern an einem Analyseinstrument, dem sogenannten CMOS-Detektor für Elementarteilchen.

Die Zeit drängt

Bis 2017 muss das Gerät fertig sein. Denn dann ist der neue Teilchenbeschleuniger fertig, der derzeit von insgesamt fast 1000 Wissenschaftlern und Ingenieuren in Darmstadt gebaut wird. Und ohne den Detektor vom Riedberg wäre er so gut wie nutzlos.

"An solchen Experimenten zur Grundlagenforschung sind immer sehr viele Gruppen beteiligt", erklärt Stroth. Seine Gruppe ist zwar nur eine von vielen, doch ihre Technik ist für die Experimente entscheidend. Denn mit dem Detektorsystem lassen sich die Spuren der Atomtrümmer untersuchen. Sie geben Aufschluss über die Art der Teilchen, die bei den Zusammenstößen der Atome entstehen. "Die Basis der Detektoren sind CMOS-Sensoren, wie sie auch in Digitalkameras zu finden sind."

Doch damit hört die Gemeinsamkeit der Technik, die auf dem Riedberg entwickelt wird, mit Alltagsgegenständen auf. Denn nicht nur die Sensoren selbst muss Stroth von Grund auf an die Arbeit im Teilchenbeschleuniger anpassen. Auch die Technik, mit der die Daten von den Sensoren ausgelesen werden, gibt es noch nicht. Nur wenn die Messergebnisse schnell genug ausgelesen werden, können die Physiker etwas über die Bausteine der Materie herausfinden.

Alleine mit der Art und Weise, wie die Datenverbindungen innerhalb des Detektorsystems organisiert sind, hat sich monatelang ein Doktorand von Stroth befasst. "Würde man die Technik von einer Firma entwickeln lassen, würde der gesamte Beschleuniger in Darmstadt am Ende Milliarden Euro kosten. Vorausgesetzt man findet überhaupt ein Unternehmen, das so etwas liefern kann."

Doch auch als Eigenentwicklung ist der Detektor der Riedberg-Physiker nicht gerade billig. Insgesamt wird das System, wenn es in Darmstadt eingebaut ist, gut 70 Millionen Euro gekostet haben. Das Geld kommt zum größten Teil aus der internationalen Forschungsgemeinschaft.

Auf der nächsten Seite: Milliardenprojekt

Das Gesamtprojekt in Darmstadt mit dem Namen FAIR wird auf rund 1,6 Milliarden Euro geschätzt. Dafür gibt es einen teilweise unterirdischen Teilchenbeschleuniger, der besonders präzise und intensive Strahlen von Antiprotonen und Ionen erzeugen kann.

An dem Projekt sind bisher neun Nationen beteiligt. In unmittelbarer Nachbarschaft des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung wird eine 20 Hektar große Fläche genutzt. Dort entstehen Forschungsgebäude, die wegen der Strahlung bei dem Projekt bis zu acht Meter dicke Betonwände haben. Hier spielt sich das ab, worauf die Wissenschaftler mit Spannung warten.

Zunächst werden die Teilchen im alten Teil der Anlage beschleunigt. Im neuen runden Doppelringbeschleuniger von FAIR geben Elektro-Magnetfehler ihnen dann noch mehr Tempo. Schließlich rasen sie in die Forschungsgebäude, prallen dort auf eine Zielscheibe, zersplittern, lösen Reaktionen aus. "Es geht nicht nur um den Urknall, sondern vor allem darum, was unmittelbar danach passiert ist", erklärt Stroth.

FAIR steht für "Facility for Antiproton and Ion Research in Europe". Rund 3000 Wissenschaftler aus über 50 Ländern wollen verschiedene Rätsel der Atome lösen. Mit ihrem Detektorsystem tragen die Physiker vom Riedberg einen entscheidenden Teil dazu bei.

Zur Startseite Mehr aus Frankfurt

BITTE BEACHTEN SIE: Unser Angebot dient lediglich Ihrer persönlichen Information. Kopieren und/oder Weitergabe sind nicht gestattet. Hier finden Sie Informationen zur Verwendung von Artikeln. Quellen: Mit Material von dpa, afp, kna, AP, SID und Reuters

Archiv ThemenMediadatenKontaktImpressumDatenschutzRSS

© 2017 Frankfurter Neue Presse