Die Welt der Teilchenphysik erlangt große Aufmerksamkeit mit der Verleihung des Breakthrough Preises in Physik 2023. An dieser renommierten Auszeichnung sind über 10.000 Physikerinnen und Physiker beteiligt, die an den bedeutenden Experimenten ATLAS, ALICE, CMS und LHCb am Large Hadron Collider (LHC) des CERN in Genf arbeiten. uni-bonn.de berichtet, dass die Auszeichnung sowohl Studenten und Doktoranden als auch Nachwuchsforschenden und Professoren gilt, die durch ihre Zusammenarbeit die Errungenschaften der internationalen Forschungsgemeinschaft vorantreiben.
Die Preisverleihung verdeutlicht die Erfolge dieser vier Kollaborationen, die in den letzten Jahren wesentliche Fortschritte in der Überprüfung des Standardmodells der Elementarteilchenphysik erzielt haben. Zu den hervorstechenden Errungenschaften zählen die Messung der Eigenschaften des Higgs-Teilchens sowie die Untersuchung seltener Teilchenreaktionen. Dabei haben die Forscher auch exotische Materiezustände aus der Frühzeit des Universums erforscht und über 72 neue Hadronen entdeckt, von denen viele bislang unbekannte Strukturen aufweisen.
Ergebnisse und Herausforderungen der Teilchenforschung
Diese umfassenden Messungen wurden entscheidend für das Verständnis der Unterschiede zwischen Materie und Antimaterie und haben die Optionen für Physik jenseits des Standardmodells eingegrenzt. Das beinhaltet Fragestellungen zu Dunkler Materie, Supersymmetrie und versteckten Dimensionen. Die Universität Bonn, die führend an den Experimenten ATLAS, ALICE und LHCb beteiligt ist, spielt eine zentrale Rolle in diesen Verpackungen. Führende Wissenschaftler wie Professor Florian Bernlochner und Professor Sebastian Neubert setzen sich intensiv mit diesen Fragestellungen auseinander. Ihre Teams entwickeln nicht nur neue Messinstrumente, sondern analysieren auch datenintensive Ergebnisse.
Das Breakthrough Preisgeld von 3 Millionen Dollar wird zur Unterstützung von Doktoranden und Nachwuchswissenschaftlern verwendet, die Forschungsaufenthalte am CERN absolvieren möchten. Ein Höhepunkt der Arbeit in Bonn ist das Forschungs- und Technologiezentrum Detektorphysik (FTD), das maßgebliche Innovationen zur Weiterentwicklung des LHC beiträgt.
Meilensteine der ATLAS-Kollaboration
Die ATLAS-Kollaboration, zu der auch das Max-Planck-Institut für Physik (MPP) gehört, wurde schon 1992 gegründet und hat seitdem eine zentrale Rolle bei der Erhebung und Analyse komplexer Daten rund um den Higgs-Boson gespielt. Laut mpp.mpg.de hat das Institut präzise Messungen der Masse des Higgs-Bosons durchgeführt sowie die wichtigsten Erzeugungs- und Zerfallsmodi untersucht. Solche Analysen sind entscheidend für das Fortschreiten im Verständnis grundlegender Naturgesetze.
Die hervorragenden Beiträge aus Bonn und anderen Institutionen zeigen, dass trotz der großen Erfolge immer noch viele unbekannte Variablen existieren. Der LHC wird einer neuen Testphase unterzogen, in der die Protonen weiterhin mit nahezu Lichtgeschwindigkeit aufeinander geschossen werden, um seltene Prozesse zu beobachten. Die Rückkehr des LHC nach drei Jahren Wartungszeit wird als ein Hoffnungsträger für zukünftige Entdeckungen gesehen, die möglicherweise neue Erkenntnisse über fundamentale physikalische Gesetze liefern könnten forschung-und-lehre.de.
