Max-Planck-Institut für Kernphysik

Genaue Vermessung von Germanium-64 lässt Röntgenausbrüche von Neutronensternen besser verstehen

Die Ausstellung „Universe on Tour“ bietet Gelegenheit zum Dialog über Astronomie

Bei den diesjährigen ERC Advanced Grants dürfen sich vier Max Planck Forschende über zusätzliche Fördergelder freuen
 

Zum Auftakt des Wissenschaftsjahres „Unser Universum“ bietet die Max-Planck-Gesellschaft deutschlandweit ein vielseitiges Programm an

Daten von Weltraumteleskopen lassen sich zukünftig mit hohem Vertrauen in die zugrunde liegenden Atommodelle bearbeiten

Sie sahen aus wie überdimensionierte Garnrollen, steckten voller Technik aus mehreren Max-Planck-Instituten und sollten unser Verständnis der Sonne und des interplanetaren Mediums erheblich erweitern: Vor mehr als 40 Jahren wurden die beiden Helios-Sonden gestartet und auf eine gewagte Mission in die Hitze unseres Heimatsterns geschickt. Die beiden Raumfahrzeuge stehen aber auch für eine erfolgreiche wissenschaftliche Zusammenarbeit über Ländergrenzen hinweg.

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.

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.

Nach rund einem Jahrzehnt der Suche nach sehr energiereicher Gammastrahlung aus dem Nachglühen von Gammastrahlenausbrüchen ist deren Nachweis nun endlich gelungen. Diese weit entfernten Quellen lassen sich nur schwer beobachten, da das Universum für so energiereiche Photonen über kosmologische Distanzen hinweg wenig durchsichtig ist. Dennoch folgten auf unsere erste Entdeckung 2018 rasch weitere. Die Ergebnisse stellen das übliche Modell auf den Prüfstand und offenbaren mögliche Schwachpunkte. Das sichert der Erforschung von Gammaausbrüchen bei sehr hohen Energien eine glänzende Zukunft. 

Der Nachweis eines Higgs-artigen Teilchens am Large Hadron Collider (LHC) des CERN war eine der größten Entdeckungen der letzten Jahrzehnte Allerdings passt seine geringe Masse nicht zu allgemeinen physikalischen Argumenten. Die meisten Modelle, die diese erklären könnten, indem sie das Higgs-Teilchen als aus fundamentaleren Teilchen zusammengesetzt beschreiben, sagen andererseits leichte Partner-Teilchen des Top-Quarks vorher, die aber am LHC noch nicht gefunden wurden. Ein neuer Mechanismus der Symmetriebrechung könnte dieses Problem lösen.

Gibt es etwas, das älter ist als unser Universum? Natürlich nicht, aber manche Vorgänge laufen so langsam ab, dass sogar Milliarden von Jahren dagegen so kurz wie ein Wimpernschlag wirken. So einen Prozess haben Physiker der XENON1T-Kollaboration entdeckt. Es handelt sich um den radioaktiven Zerfall des Atomkerns Xenon-124, den langsamsten je direkt gemessenen Zerfallsprozess. Die Halbwertszeit für diese extrem seltene Kernumwandlung liegt bei unvorstellbaren 1,8 × 10²²Jahren. Das ist etwa eine Billion Mal länger als das Alter des Universums!

Das High Altitude Water Cherenkov Gammastrahlen-Observatorium HAWC besteht aus einer Anordnung von Teilchendetektoren an einem hochgelegenen Ort in Mexiko. Es beobachtet höchstenergetische Gammastrahlen aus dem All, indem es deren Wechselwirkung mit der Atmosphäre misst. Wir geben einen Überblick über die Detektionstechnik, jüngste Entdeckungen und eine kürzlich installierte Erweiterung für allerhöchste Energien.

Von einzelnen Molekülen bis hin zu ganzen Planeten – all die uns umgebende sichtbare Materie besteht aus Atomen. Sämtliche Atome wiederum setzen sich aus lediglich drei Teilchenarten zusammen. Elektronen bilden die atomaren Hüllen, Protonen und Neutronen die Atomkerne. Grundlage für ein besseres Verständnis dieser atomaren Struktur ist die präzise Kenntnis ihrer Eigenschaften, wie zum Beispiel die Massen der erwähnten Teilchen. Mit einer ausgeklügelten Penningfallen-Apparatur ist nun die weltweit genaueste Messung der Masse des Protons gelungen [1].