Max-Planck-Institut für Physik

Max-Planck-Institut für Physik

Was der Materie Masse gibt, ist eine der Fragen, der Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Physik in München nachgehen. Sie erforschen die kleinsten Bausteine der Materie und ihre Wechselwirkungen untereinander. Das Verhalten dieser Bausteine, der Quarks, geladenen Leptonen und Neutrinos, hilft den Ursprung des Universums und seine heutige Gestalt besser zu verstehen. Die Forscher des Instituts machen Experimente an den großen Teilchenphysiklaboren der Welt. Dazu zählen das CERN in Genf, das KEK in Tsukuba (Japan) und das DESY in Hamburg. Hinzu kommen Experimente zur Untersuchung der Kosmischen Strahlung auf der kanarischen Insel La Palma und das Neutrino-Experiment im Gran Sasso-Untergrundlabor in Italien. Theoretiker interpretieren nicht nur gemeinsam mit den Experimentatoren die Resultate der Experimente, sondern sie entwickeln auch neue Theorien, um unser Universum besser zu beschreiben.

Kontakt

Föhringer Ring 6
80805 München
Telefon: +49 89 32354-0
Fax: +49 89 3226-704

Promotionsmöglichkeiten

Dieses Institut hat eine International Max Planck Research School (IMPRS):
IMPRS on Elementary Particle Physics

Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit zur individuellen Promotion bei den Direktoren und Forschungsgruppenleitern.

Materie im Vampirtest

Materie im Vampirtest

Forschungsmeldung 18. Juli 2016
Es ist nicht mehr als eine winzige Asymmetrie zwischen der Materie und ihrem Spiegelbild, der Antimaterie, die zu einem Materieüberschuss im Universum führte. Ihr verdanken wir unsere Existenz. Forschergruppen an Max-Planck-Instituten in Heidelberg, München und Garching wollen auf unterschiedlichen Wegen herausfinden, warum der Materie – ähnlich wie Vampiren – ihr Spiegelbild abhandengekommen ist. mehr
Der Krebspulsar als Kraftpaket

Der Krebspulsar als Kraftpaket

Forschungsmeldung 14. Januar 2016
MAGIC-Teleskope registrieren Lichtteilchen extrem hoher Energien mehr
Botschaften aus dem Mittelalter des Universums

Botschaften aus dem Mittelalter des Universums

Forschungsmeldung 16. Dezember 2015
MAGIC-Teleskope messen Gammastrahlung einer entlegenen Galaxie mehr
Ein schwarzes Loch unter der Gravitationslinse

Ein schwarzes Loch unter der Gravitationslinse

Forschungsmeldung 6. Juli 2015
Ungewöhnliche Beobachtungsmethode enthüllt Vorgänge nahe am Ereignishorizont eines fernen Massemonsters mehr
Der LHC mit neuer Energie

Der LHC mit neuer Energie

Forschungsmeldung 5. Juni 2015
Beschleuniger-Experimente bei doppelt so hohen Kollisionsenergien wie in der ersten Messphase könnten Hinweise auf die Natur der Dunklen Materie geben mehr
Blitze aus einem Schwarzen Loch

Blitze aus einem Schwarzen Loch

Forschungsmeldung 6. November 2014
MAGIC-Teleskope beobachten in der Galaxie IC 310 einen außerordentlich kurzen, heftigen Strahlungsausbruch mehr
Prominenter auf einem Stehempfang

Prominenter auf einem Stehempfang

Forschungsmeldung 8. Oktober 2013
Das Higgs-Teilchen beschert der Materie Masse – und den Physikern Peter Higgs und Francois Englert den Nobelpreis mehr
Spitzenforschung im Jahr 2012

Spitzenforschung im Jahr 2012

Forschungsmeldung 21. Dezember 2012
Max-Planck-Wissenschaftler haben dieses Jahr wieder mehrere wissenschaftliche Durchbrüche erzielt mehr
Die Jagd nach dem Unsichtbaren
Forscher am Max-Planck-Institut für Physik in München und am Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg sind dem Rätsel um die Dunkle Materie auf der Spur mehr
Beobachtung eines neuen Teilchens am LHC – Hinweise auf Higgs-Teilchen verstärken sich
Zwei internationale Forscherteams der Teilchenphysik-Experimente ATLAS und CMS haben am Europäischen Forschungszentrum für Elementarteilchenphysik CERN in Genf ihre neuesten Ergebnisse zur Suche nach dem Higgs-Teilchen vorgestellt. mehr
Das Kraftwerk im Krebsnebel

Das Kraftwerk im Krebsnebel

Forschungsmeldung 28. März 2012
Magic-Teleskope messen die bisher höchsten Energien in der Gammastrahlung eines Pulsars und stellen die Theorie in Frage mehr
„Vielsprechende Ergebnisse bei der Suche nach dem Higgs-Boson“
Stefan Stonjek ist Wissenschaftler in der Atlas-Kooperation, einem der Experimente, mit dem Physiker dem Elementarteilchen nachspüren. Er spricht darüber, was am LHC bislang gefunden wurde und welche Konsequenzen das haben könnte. mehr
<span>"Nächstes Jahr werden wir das Higgs-Teilchen sehen - oder seine Existenz ausschließen"</span>
Ein Interview mit Siegfried Bethke vom Münchner Max-Planck-Institut für Physik über die aktuellen Forschungsergebnisse am Large Hadron Collider (LHC) in Genf mehr
Das Neutrino - sein eigenes Antiteilchen?

Das Neutrino - sein eigenes Antiteilchen?

Forschungsmeldung 9. November 2010
Das Gerda-Experiment beginnt die Suche nach neutrinolosem Doppel-Betazerfall mehr

Raum, Zeit, Materie, Kräfte

Forschungsmeldung 18. Oktober 2010
Auf der Suche nach den Grundelementen der Natur mehr
Eine Galaxie als Teilchenbeschleuniger

Eine Galaxie als Teilchenbeschleuniger

Forschungsmeldung 3. Juli 2009
Erstmals beobachten Wissenschaftler das Zentrum der Galaxie M 87 gleichzeitig im Gamma- und im Radiolicht mehr
Neues von den Elementarteilchenjägern

Neues von den Elementarteilchenjägern

Forschungsmeldung 15. Juni 2009
Der Physiker Siegfried Bethke erklärt, was man sich vom "Large Hadron Collider" in Genf verspricht mehr
Ritt auf der Plasmawelle

Ritt auf der Plasmawelle

Forschungsmeldung 11. Mai 2009
Neue Ideen, wie sich Elektronen in einem Teilchenbeschleuniger effizienter mit Energie aufladen könnten mehr
Das MAGIC-II Teleskop ist startklar

Das MAGIC-II Teleskop ist startklar

Forschungsmeldung 14. April 2009
Das zweite MAGIC-Teleskop auf La Palma untersucht die Geschichte von gewaltigen Strahlungsvorgängen im Universum mehr
Transparentes Universum

Transparentes Universum

Forschungsmeldung 26. Juni 2008
Das MAGIC-Teleskop spürt weit entferntes Gammalicht auf, das eigentlich gar nicht bei uns ankommen dürfte mehr
Quark-Brei im Teilchen-Zoo

Quark-Brei im Teilchen-Zoo

Forschungsmeldung 5. Juli 2007
Der Teilchenbeschleuniger HERA stellte am 30. Juni 2007 seinen Betrieb ein mehr
Eine Brücke zum Urknall

Eine Brücke zum Urknall

Forschungsmeldung 15. Juni 2007
Münchner Max-Planck-Forscher erklären mit der Stringtheorie, wie sich das All kurz nach seiner Geburt entwickelt hat mehr
Mikroquasar pulsiert im Gamma-Bereich

Mikroquasar pulsiert im Gamma-Bereich

Forschungsmeldung 23. Mai 2006
MAGIC-Teleskop entdeckt bisher unbekannte Form hochenergetischer Gammastrahlung in unserer Galaxis mehr
Dem Rätsel kosmischer Gammablitze auf der Spur

Dem Rätsel kosmischer Gammablitze auf der Spur

Forschungsmeldung 23. August 2005
Münchner Max-Planck-Forschern gelingt erste Hochenergie-Beobachtung eines Gammastrahlen-Ausbruchs mehr
Auf der Suche nach Relikten des Urknalls

Auf der Suche nach Relikten des Urknalls

Forschungsmeldung 14. April 2005
Forscher der Max-Planck-Institute für extraterrestrische Physik und für Physik suchen nach einem neuartigen Elementarteilchen, dem Axion mehr
MAGIC eröffnet neues Fenster zum Universum

MAGIC eröffnet neues Fenster zum Universum

Forschungsmeldung 10. Oktober 2003
Neues Großteleskop auf La Palma untersucht mit extremer Empfindlichkeit die Gamma-Strahlung von fernen Galaxien und explodierenden Sternen mehr
Schwarze Löcher, Pulsare, Explosionswolken ehemaliger Sterne – diese Himmelskörper beschleunigen Partikel auf enorme Energien und senden hochenergetische Gammastrahlung aus. Mit den beiden Observatorien H.E.S.S. und MAGIC, die unter der Leitung der Max-Planck-Institute für Kernphysik in Heidelberg und für Physik in München entstanden sind, wird dieser extreme Spektralbereich zugänglich.
Gravitationswellen gehören zu den spektakulären Vorhersagen der allgemeinen Relativitätstheorie von 1915. Aber erst ein halbes Jahrhundert später versuchte der Physiker Joseph Weber sie aufzuspüren. Anfang der 1970er-Jahre stiegen auch Max-Planck-Wissenschaftler in dieses Forschungsfeld ein und entwickelten Detektoren der zweiten Generation. Dank der Vorarbeiten dieser Pioniere blieben die Wellen in der Raumzeit keine Hirngespinste: Im September 2015 gingen sie endlich in die Falle.
Manche sprechen begeistert von der „Entdeckung des Jahrhunderts“, wenn sie über den Fund des Higgs-Bosons am europäischen CERN im Sommer 2012 reden. Als Gruppenleiterin am Max-Planck-Institut für Physik in München ist Sandra Kortner eng mit dieser Forschung verbunden – und meistert gleichzeitig ihre Rolle als Mutter zweier kleiner Kinder.
Sollten die Kosmologen recht haben, dann gibt es im All eine Form von Materie, die sechsmal häufiger vorkommt als die uns bekannte. Sie ist unsichtbar und heißt daher Dunkle Materie. Vor 80 Jahren erstmals postuliert, steht ihr direkter Nachweis bis heute aus. Forscher am Max-Planck-Institut für Physik in München und am Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg wollen das kosmische Rätsel in den kommenden Jahren lösen.
Viele der Instrumente und Geräte, die Physiker für ihre Forschung benötigen, müssen erst konstruiert werden – und
ihre Fertigung erfordert oft höchst knifflige Feinarbeit.
Ende 2007 wird der Large Hadron Collider am CERN bei Genf in Betrieb gehen. Mit dieser Anlage wollen Kernphysiker den Urknall rekonstruieren und dabei in die Welt des Allerkleinsten vordringen.
Ingenieur/-in Verfahrenstechnik
Max-Planck-Institut für Physik, München 13. November 2017
Sekretär/-in
Max-Planck-Institut für Physik, München 23. Oktober 2017

Axionen als Dunkle Materie – eine neue Suchstrategie

2017 Raffelt, Georg (für die MADMAX Arbeitsgruppe)
Astronomie Astrophysik Plasmaphysik Quantenphysik Teilchenphysik
Die Dunkle Materie des Universums besteht vermutlich aus neuartigen Elementarteilchen, von denen bisher allerdings jede konkrete Spur fehlt. Das Axion ist eine traditionelle Hypothese, die derzeit eine Renaissance erlebt und zu vielfältigen neuen Aktivitäten führt. Diese extrem leichten Teilchen als Dunkle Materie unserer Galaxie sind eine Art klassisches Wellenphänomen und sie können mit einer speziellen Antenne aufgefangen werden, die ein Mikrowellensignal produziert. Eine neue Idee zur Umsetzung dieses Prinzips eröffnet neue Perspektiven zum Nachweis der Dunklen Materie. mehr

Kosmologische Inflation und Stringtheorie

2016 Blumenhagen, Ralph
Astronomie Astrophysik Plasmaphysik Quantenphysik Teilchenphysik
Die genaue Vermessung der Fluktuationen in der kosmischen Hintergrundstrahlung bestätigt das theoretische Modell, dass es in der Frühphase des Universums eine extrem rasche Expansion des heute sichtbaren Teils gegeben haben muss. Die Beobachtung von Gravitationswellen aus dieser Epoche wäre ein weiterer riesiger Erfolg der experimentellen Kosmologie und hätte weitreichende Konsequenzen für die theoretische Physik. Die theoretische Abteilung am Max-Planck-Institut für Physik befasst sich mit der Realisierung von solchen theoretischen kosmologischen Modellen im Rahmen der Stringtheorie. mehr

AWAKE: Protongetriebene Plasma-Wakefield Beschleunigung

2015 Caldwell, Allen; Muggli, Patric
Astronomie Astrophysik Plasmaphysik Quantenphysik Teilchenphysik
In den vergangenen Jahrzehnten basierte der Fortschritt in der Hochenergiephysik in erster Linie auf Teilchenbeschleunigern wie dem Large Hadron Collider am CERN. Neue Technologien werden entwickelt, um in höhere Energiebereiche vorzudringen. Unser Ansatz ist, die Technologie der protonengetriebenen Plasma-Wakefield Beschleunigung zu verwenden. Der Vorteil von Protonen als Treiber von Plasmawellen liegt in der sehr viel höheren Energie des Protonenstrahls. Das AWAKE Experiment wird den SPS Protonenstrahl am CERN nutzen und erstmalig zeigen, dass Protonen starke Plasmawellen anregen können. mehr

Licht ins Dunkel durch Cherenkov-Teleskop Array

2014 Schweizer, Thomas
Astronomie Astrophysik Plasmaphysik Quantenphysik Teilchenphysik

Die aktuelle Generation von Cherenkov-Teleskopsystemen wie z. B. MAGIC haben uns aufregende Erkenntnisse in der Gammastrahlungsastronomie beschert. MAGIC ist ein bodengebundener Detektor, bestehend aus 2 abbildenden atmosphärischen Cherenkov-Teleskopen mit einem Spiegeldurchmesser von je 17 m. Standort ist das Observatorium Roque de los Muchachos auf der kanarischen Insel La Palma. Ein Detektor der nächsten Generation, das Cherenkov Telescope Array, befindet sich in der Planungsphase. Der Baubeginn ist für Anfang 2016 geplant. Die Sensibilität wird ca. zehnmal so hoch sein wie die von MAGIC.

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Elektroschwache Symmetriebrechung und die Suche nach dem Higgs-Boson

2013 Hollik, Wolfgang; Kortner, Sandra (für die ATLAS-Gruppe am Max-Planck-Institut für Physik)
Teilchenphysik
Die grundlegenden Strukturen der Materie und Kräfte, wie wir sie heute kennen, werden durch das Standardmodell der Teilchenphysik erfolgreich beschrieben. Eine zentrale Rolle spielt dabei das Higgs-Boson, das für die Massen der fundamentalen Teilchen verantwortlich ist. Bei der Suche nach diesem letzten Baustein des Standardmodells wurde der Durchbruch im Juli 2012 mit der Entdeckung eines neuen fundamentalen, etwa 125 GeV schweren Teilchens mit den Experimenten ATLAS und CMS am Large Hadron Collider (LHC) am CERN erreicht. mehr

Das CRESST-Experiment zur Suche nach Dunkler Materie

2012 Seidel, Wolfgang
Teilchenphysik
Zahlreiche Hinweise deuten auf die Existenz der Dunklen Materie hin, deren Natur bis heute nicht geklärt werden konnte. Experimente zum direkten Nachweis der Dunklen Materie konzentrieren sich hierbei vor allem auf die Suche nach sogenannten WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles), der derzeit favorisierte Kandidat für die Dunkle Materie. Das CRESST-Experiment benutzt hierzu speziell für diesen Zweck entwickelte Detektoren. Eine erste Messperiode des CRESST-Experimentes wurde Mitte 2011 abgeschlossen. Die Ergebnisse könnten ein erster Hinweis auf die Existenz relativ leichter WIMPs sein. mehr

Experimentelle Teilchenphysik bei hoechsten Energien – Das ATLAS Experiment am Large Hadron Collider

2011 Barillari, T.;Beimforde, M.; Bethke, S.; Bittner, B.; Bronner, J.; Capriotti, D.; Cortiana, G.; Dannheim, D.; Dubbert, J.; Ehrich, T.; Flowerdew, M.; Giovannini, P.; Goblirsch, M.; Göttfert, T.; Groh, M.; Haefner, P.; Jantsch, A.; Kaiser, S.; Kiryunin, A.; Kluth, S.; Kortner, O.; Kortner, S.; Kotov, S.; Kroha, H.; Macchiolo, A.; Menke, S.; Moser, H.-G.;  Nagel, M.; Nisius, R.; Oberlack, H.; Pospelov, G.; Pataraia, S.; Potrap, I.; Richter, R.; Salihagic, D.; Schacht, P.; Schwegler, P.; Seuster, R.; Stern, S.; Stonjek, S.; Vanadia, M.; von der Schmitt, H.; von Loeben, J.; Weigell, P.; Zhuravlov, V.
Teilchenphysik
Das ATLAS-Experiment am LHC-Beschleuniger zeichnet Teilchenreaktionen in Proton-Proton-Stößen bei den höchsten je von Menschenhand erzeugten Kollisionsenergien von 7 TeV auf. Ziel ist es, die derzeitigen Theorien der Teilchenphysik – zusammengefasst im Standardmodell – zu verifizieren, und neue Phänomene zu entdecken. So hat die Suche nach dem Higgs-Boson begonnen, dem letzten noch nicht entdeckten Baustein des Standardmodells. Mit den Daten aus diesem und dem nächsten Jahr könnte das Higgs-Boson bereits gefunden werden. mehr
Effektive Feldtheorien sind Grundwerkzeuge für Vorhersagen in der Elementarteilchenphysik. Beim gerade anlaufenden Large Hadron Collider sind effektive Feldtheorien wichtig, um die Effekte der starken Wechselwirkung genau zu beschreiben und um die Suche nach neuer Physik zu ermöglichen. Im vorliegenden Übersichtsartikel werden die Prinzipien von effektiven Feldtheorien vorgestellt und die wichtigesten effektiven Feldtheorien in der Elementarteilchenphysik erklärt. Am Max-Planck-Institut für Physik wurden viele Beiträge zur Entwicklung und zur Anwendung von effektiven Feldtheorien gemacht. mehr

Neue Physik mit B-Mesonen

2010 Kiesling, Christian
Die Suche nach „Neuer Physik“ jenseits des Standardmodels ist eine der Hauptmotivationen für die neue Generation der Teilchenbeschleuniger, wie z. B. der Large Hadron Collider bei CERN und die zukünftige „B-Fabrik“ SuperKEKB in Japan. Insbesondere die im Universum beobachtete Materie-Antimaterie-Asymmetrie („CP-Verletzung“) wird im Standardmodell nicht richtig vorhergesagt. Für die Experimente am SuperKEKB wird, geführt vom Max-Planck-Institut für Physik, ein hochauflösender Teilchenspurdetektor entwickelt, der für die präzise Vermessung der CP-Verletzung essentiell ist und ab 2014 am SuperKEKB seine Messungen aufnehmen wird. mehr

Neutrinos und die Suche nach neuer Physik

2009 Antusch, Stefan
Teilchenphysik
Das Standardmodell der Elementarteilchen beschreibt mit beeindruckender Genauigkeit alle bisher beobachteten Elementarteilcheneigenschaften, mit einer Ausnahme: Neutrinomassen. Neutrinomassen sind der erste klare Hinweis aus der Teilchenphysik darauf, dass das Standardmodell erweitert werden muss. Neutrinooszillationen sind Quantenprozesse, die zur Entdeckung der Neutrinomassen geführt haben. In der Zukunft können sie erneut für überraschende Entdeckungen sorgen: Wie eine Lupe können sie weitere neue Physik sichtbar machen und damit zur Suche nach dem neuen Standardmodell beitragen. mehr

Wir brauchen neue Methoden zur Teilchenbeschleunigung

2009 Caldwell, Allen
Teilchenphysik
Um über das gegenwärtige Leistungsvermögen von Teilchenbeschleunigern hinauszugehen, muss man vollkommen neue Technologien entwickeln, und zwei dieser Optionen werden gerade am MPI für Physik untersucht. Die erste dieser Optionen ist die Plasmawellen-Beschleunigung, eine Technik, die die beschleunigende Kraft sehr stark erhöhen und dadurch die Länge eines Beschleunigers für Elektronen enorm reduzieren würde. Die zweite Möglichkeit ist ein Teilchen zu beschleunigen, das sowohl die positiven Eigenschaften des Protons, als auch die des Elektrons besitzt. Das Teilchen, das dafür in Frage kommt, ist das Myon, eine schwerere Version des Elektrons. mehr

Supersymmetrische Kandidaten für die Dunkle Materie

2008 Steffen, Frank Daniel
Astrophysik Teilchenphysik
Die teilchenphysikalische Identität der Dunklen Materie ist eines der großen Rätsel unseres Universums. Seine Lösung kann mit einer bisher noch nicht nachgewiesenen fundamentalen Raumzeit-Symmetrie verknüpft sein: der Supersymmetrie. In vielen supersymmetrischen Erweiterungen des Standardmodells der Elementarteilchenphysik kann das leichteste supersymmetrische Teilchen nicht zerfallen und ist daher ein vielversprechender Kandidat für die Dunkle Materie. Das leichteste Neutralino, das bereits in dem minimalen supersymmetrischen Modell auftritt, kann als ein solcher Kandidat in der indirekten und der direkten Suche nach dunkler Materie und über die Produktion an zukünftigen Beschleunigern identifiziert werden. Auch das Gravitino, der Superpartner des Gravitons, liefert als mögliches leichtestes Superteilchen eine mögliche Erklärung der Dunklen Materie. Es kann weder in der direkten oder der indirekten Suche nach der Dunklen Materie nachgewiesen noch direkt an Beschleunigern produziert werden. Die Untersuchung von Zerfällen langlebiger geladener Teilchen an zukünftigen Beschleunigern könnte jedoch einen experimentellen Nachweis des Gravitinos ermöglichen. Die kommenden Experimente am CERN Large Hadron Collider können so zu einem zentralen Schlüssel für das Verständnis unseres Universums werden. mehr

Das ATLAS Experiment

2008 Andricek, L., Bangert, A., Barillari, T., Benekos, N., Beimforde, M., Bethke, S., Dedes, G., Dubbert, J., Ehrich, Th., Ghodbane, N., Giovannini, P., Göttfert, T., Groh, M., Härtel, R., Horvat, S., Jantsch. A., Kaiser, St., Kiryunin, A., Kluth, S.,; Kortner, O., Kotov, S., Kroha, H., Legger, F., Löben, J.v., Macchilo, A. Moordieck-Möck, S., Moser, H.-G., Menke, S., Nisius, R., Oberlack, H., D'Orazio, A., Patarai, S., Pospelov, G., Potrap, I., Rauter, E., Rebuzzi, D., Richter, R., Richter, R.H.,; Salihagic, D., Schacht, P., Schieck, J., von der Schmitt, H., Stonjek, S., Valderanis, Ch., Yuan, J. Zhuang, X., Zhuravlov, V.
ATLAS ist einer von zwei Detektoren am Large Hadron Collider (LHC) in CERN/Genf zur Untersuchung von Proton-Proton-Kollisionen. Der ATLAS Detektor erschließt das gesamte Entdeckungspotential bei der Schwerpunktsenergie von 14 TeV und steht kurz vor der Fertigstellung. Er ist weltweit der größte je gebaute Detektor für Experimente in der Elementarteilchenphysik. Neben der hohen Energie von 7 TeV pro Proton ist die Luminosität der zweite wichtige Faktor, um seltene Prozesse untersuchen zu können. Entsprechend anspruchsvoll sind die Anforderungen an den Detektor. Der Ursprung der Teilchenmassen, und damit die Suche nach dem Higgs-Boson, ist eine der wichtigsten offenen Fragen der Physik der Elementarteilchen. Eine potentielle Erweiterung des Standardmodells ist die sog. Supersymmetrie, einer neuen Symmetrie zwischen Fermionen mit halbzahligem Spin und Bosonen mit ganzzahligem Spin. Das Institut ist maßgeblich an der Entwicklung und dem Bau wesentlicher Detektorkomponenten sowie der Vorbereitung der Analysen beteiligt. Der Beginn der Datennahme ist für 2008 vorgesehen. mehr

Das GERDA-Experiment zur Suche nach neutrinolosem Doppelbetazerfall

2007 Abt, I., Caldwell, A., Jelen, M., Lenz, D., Liu, J., Liu, X., Kröninger, K., Majorovits, B., Stelzer, F.
Teilchenphysik
Das GERDA (Germanium Detector Array)-Experiment wird am LNGS, (Laboratori Nazionali del Gran Sasso), Italien, nach neutrinolosem Doppelbetazerfall suchen. In der ersten Phase des Experiments soll nach einer Messzeit von ca. einem Jahr das Resultat des Heidelberg-Moskau- Experiments überprüft werden. In der zweiten Phase soll die Empfindlichkeit des Experiments erhöht werden, damit eine Neutrinomasse so niedrig wie ca. 200 meV nachgewiesen werden kann. Dazu wurden vom MPI für Physik in Zusammenarbeit mit Canberra-France neuartige 18fach segmentierte voll koaxiale n-Typ- Germaniumdetektoren entwickelt. mehr

Gamma-Astronomie mit dem MAGIC-Teleskop

2006 Bartko, H.; Bock, R. K.; Coarasa, J. A.; Garczarczyk, M.; Goebel, F.; Hayashida, M.; Hose, J.; Liebing, P.; Lorenz, E.; Majumdar, P.; Mase, K.; Mazin, D.; Mirzoyan, R.; Mizobuchi, S.; Otte, N.; Paneque, D.; Rudert, A.; Sawallisch, P.; Shinozaki, K.; Stipp, A.-L.; Teshima, M.; Tonello, N.; Wagner, R. M.; Wittek, W.
Astrophysik
Das MAGIC (Major Atmospheric Gamma-ray Imaging Cherenkov)-Teleskop ist ein neues abbildendes Cherenkov-Teleskop auf der Kanarischen Insel La Palma. Es dient dem erdgebundenen Nachweis von hochenergetischer Gammastrahlung aus dem Universum. Ziel des MAGIC-Teleskops ist es, den bisher unbeobachtbaren Energiebereich der elektromagnetischen Strahlung zwischen 30 und 300 GeV zu erforschen. Beobachtungsobjekte sind u.a. Aktive Galaktische Kerne, Supernovaüberreste, Neutronensterne und Schwarze Löcher. Darüber hinaus können die Messungen dazu beitragen, die mysteriösen Gammastrahlungsausbrüche und die rätselhafte Dunkle Materie besser zu verstehen. mehr

Computermethoden in der Hochenergiephysik

2006 Hahn, Thomas
Teilchenphysik
Papier und Bleistift sind für die Vorhersage von Messungen an einem Hochenergiebeschleuniger, wie dem derzeit am CERN in Bau befindlichen Large Hadron Collider, schon lange nicht mehr ausreichend. Solche Vorhersagen sind für die Überprüfung der gegenwärtigen Theorie der Elementarteilchen, d.h. der fundamentalen Naturgesetze unabdingbar, ihre Berechnung ohne automatisierte Schritte jedoch sehr aufwendig und fehleranfällig. Im vorliegenden Artikel werden die benötigten Rechenmethoden vorgestellt und anhand der am MPI entwickelten Pakete FeynArts, FormCalc und LoopTools deren Implementierung in einem Computerprogramm dargestellt. Durch diese Automatisierung können binnen Minuten Ergebnisse ausgerechnet werden, für die früher Mannjahre nötig waren. mehr

Die Erforschung der sichtbaren Materie mit HERA

2005 Caldwell, Allen; Grindhammer, Günther
Teilchenphysik
HERA, der weltweit erste Elektron-Proton-Collider, gewährt aufgrund seines bisher ungekannten Auflösungsvermögens neue Einblicke in das Herz der Materie. So konnte in den Streuprozessen erstmals nachgewiesen werden, dass es bei höheren Energien zu einem raschen Anstieg der Zahl virtueller Quarks, Antiquarks und Gluonen kommt. Das HERA-Programm ist kürzlich in eine neue Phase eingetreten, die ein starkes Anwachsen der Datenmengen und weitere faszinierende Ergebnisse verspricht. mehr

Strings und Branen-Welten: einige Aspekte einer vereinheitlichten Theorie aller Wechselwirkungen

2005 Lüst, Dieter; Blumenhagen, Ralph; Erdmenger, Johanna
Quantenphysik Teilchenphysik
In diesem Artikel behandeln wir einige Aspekte der Superstringtheorie. Nach einer Einführung in die Stringheorie als vereinheitliche Quantentheorie aller Wechselwirkungen stellen wir die so genannten Branen-Welten vor. Diese Modelle stellen das Universum als drei- oder höherdimensionale Membran dar, die in den 9-dimensionalen Raum der Stringheorie eingebettet ist und eröffnen viele interessante Möglichkeiten, das Standardmodell der Elementarteilchenphysik aus der Stringtheorie herzuleiten. mehr

Anzeichen für Quark-Materie in hochenergetischen Kollisionen schwerer Atomkerne

2004 Eckardt, Volker; Putschke, Jörn; Schmitz, Norbert; Seyboth, Janet; Seyboth, Peter; Simon, Frank
Teilchenphysik
Die Energie und Materie des Weltalls, aber auch Raum und Zeit selbst, sind - so sagt das heutige Kosmologische Standardmodell - vor ca. 14 Milliarden Jahren in einem gewaltigen Urknall entstanden. Kurze Zeit danach bestand die hadronische Materie aus einem extrem heißen und dichten Gas quasifreier Quarks und Gluonen auf kleinstem Raum. Diesen ungewöhnlichen Materiezustand - Quark-Gluon-Plasma genannt - versucht man heute in hochenergetischen Kollisionen schwerer Atomkerne an großen Teilchenbeschleunigern künstlich herzustellen und zu erforschen. mehr

Elektroschwache Symmetriebrechung und Präzisionstests

2004 Hollik, Wolfgang; Dittmaier, Stefan; Hahn, Thomas
Quantenphysik Teilchenphysik
Eine der grundlegenden offenen Fragen der Teilchenphysik ist die nach dem Ursprung der Masse. Experimentell und theoretisch gewonnene Einsichten in die Struktur der fundamentalen Bausteine der Materie und deren Wechselwirkungen sind im Standardmodell der Teilchenphysik kompakt zusammengefasst. Um das Auftreten massiver Teilchen mit den grundlegenden Symmetrien des Standardmodells konsistent zu vereinbaren, bedarf es eines Mechanismus, der die Eichsymmetrie der elektroschwachen Wechselwirkung in geeigneter Weise bricht. Im Standardmodell ist diese Symmetriebrechung durch den Higgs-Mechanismus realisiert, der die Existenz eines zusätzlichen Higgs-Teilchens vorhersagt. Über Quantenfluktuationen beeinflusst dieses bisher noch nicht direkt nachgewiesene Teilchen observable Größen, deren präzise Messung eine indirekte Bestimmung seiner Eigenschaften erlaubt. Eine weitere Symmetrie, die Supersymmetrie, vereinheitlicht Materie und Kraftteilchen in einem gemeinsamen Konzept und sagt weitere neuartige Teilchen voraus, die ebenfalls über ihre Quantenfluktuationen experimentell überprüfbare Vorhersagen in Präzisionsmessgrößen liefern. mehr