Eine aktive Gemeinschaft von etwa 2.500 Forschern in Europa führen theoretische und experimentelle Studien zur starken Wechselwirkung durch, einem Eckpfeiler des Standardmodells (SM) der Teilchenphysik. Die offenen Fragestellungen in diesem Bereich sind zahlreich, beispielsweise das vollständige Verständnis der dreidimensionalen Struktur eines Protons oder die Spektroskopie von Hadronen und deren exotischen Zuständen. Das internationale „STRONG-2020“-Projekt baut auf die von der Europäischen Kommission finanzierten Projekte (RP6 und 7) auf. Die Forschungsthemen werden experimentell hauptsächlich durch Teilchenkollisionen bei niedrigen und hohen Energien untersucht, was eine kontinuierliche Weiterentwicklung der Detektoren, Datenerfassungssysteme, Strahlen und Targets sowie der zugrundeliegenden Theorie erfordert.
Das „STRONG-2020“-Konsortium umfasst 44 teilnehmende Einrichtungen aus 36 Ländern (14 EU-Mitgliedstaaten und aufnehmende Einrichtungen aus 21 anderen Ländern). Bonner Forscher führen drei der 32 Teilprojekte an, in die das Projekt unterteilt ist. Ein Teilprojekt unter der Leitung von Prof. Dr. Hartmut Schmieden bietet einen transnationalen Zugang zum FTD-Forschungsgebäude und den beiden Beschleunigern ELSA und Zyklotron der Universität Bonn, die eine einzigartige Kombination von Infrastrukturen für die Teilchenphysik-Forschung und die Detektorentwicklung darstellen. Ein weiteres Teilprojekt unter der Leitung von Dr. Hartmut Dutz befasst sich mit der Entwicklung von Schlüsseltechnologien für zukünftige Experimente mit polarisierten Targets zur Untersuchung der inneren Struktur von Hadronen. In einem dritten Teilprojekt, unter der Leitung von Prof. Dr. Bernhard Ketzer, arbeiten Experten aus ganz Europa an der Weiterentwicklung gasgefüllter mikrostrukturierter Detektoren zum genauen Nachweis geladener Teilchen und Photonen. Diese Detektoren sollen helfen, einige der dringlichsten Probleme in der Physik der starken Wechselwirkung zu lösen, indem größere und genauere Datensätze aufgezeichnet werden.
"Trotz jahrzehntelanger Forschung ist die starke Wechselwirkung und vor allem die Art und Weise, wie zusammengesetzte Strukturen wie das Proton aus der zugrunde liegenden Wechselwirkung von Quarks und Gluonen entstehen, immer noch nicht verstanden", sagt Prof. Dr. Ketzer und fährt fort: " Im Rahmen von STRONG-2020 werden wir bestehende und zukünftige Anlagen mit den modernsten Detektor- und Analysetechnologien nutzen. Die Ergebnisse werden einen signifikanten Einfluss auf unser Verständnis der starken Wechselwirkung und des Standardmodells der Teilchenphysik haben. Das Projekt wird auch zur Grundlagenforschung für die Physik jenseits des Standardmodells beitragen und sich auf verwandte Bereiche wie die Astrophysik auswirken.“
Die entwickelten Technologien werden auch Bereiche wie die Medizin (Diagnosewerkzeuge, Krebsbehandlung) und die Industrie (Zeilenkameras, 3D-Magnet-Technologie) beeinflussen und darüber hinaus zu Fortschritten in den Bereichen Computer und maschinelles Lernen führen. Die Instrumente und Methoden für die neuen hochmodernen Experimente im Rahmen von STRONG-2020 werden zur Modernisierung der europäischen Forschungsinfrastrukturen beitragen und deren Wettbewerbsfähigkeit verbessern. STRONG-2020 bietet transnationalen Zugang zu sechs erstklassigen Forschungsinfrastrukturen in Europa, die sich in ihren Eigenschaften ergänzen: das Kühlersynchrotron COSY am Forschungszentrum Jülich, das Mainzer Mikrotron MAMI, das Nationallabor Frascati (LNF-INFN), das FTD sowie die beiden Beschleuniger ELSA und Zyklotron der Universität Bonn, das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt und das Teilchenphysikzentrum CERN in Genf. Virtueller Zugriff wird auf Open-Source-Codes und automatisierte Simulationswerkzeuge gegeben.
Darüber hinaus trägt STRONG- 2020 zur Qualifikation von Studierenden und Nachwuchsforschenden bei und kommuniziert die Ergebnisse auch an die interessierte Öffentlichkeit.
Kontakt für die Medien:
Prof. Dr. Bernhard Ketzer
Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik
Tel: +49 (0)228 73-2539
Email: Bernhard.Ketzer@uni-bonn.de
