CERN

Die bedeutendsten Entdeckungen am CERN

Do, 18.01.2018 - 11:57 — Claudia-Elisabeth Wulz

Claudia-Elisabeth WulzIcon PhysikDer Aufbau der Materie aus Elementarteilchen und die Kräfte, die zwischen diesen wirken, werden im sogenannten Standardmodell der Teilchenphysik zusammengefasst. Wissenschafter am Forschungszentrum für Teilchenphysik CERN (der Europäischen Organisation für Kernforschung) haben hierzu fundamentale Erkenntnisse beigetragen. Mit Hilfe der weltstärksten Teilchenbeschleuniger und -Detektoren testen sie die Gültigkeit der Voraussagen des Standardmodells und dessen Grenzen. Die Teilchenphysikerin Claudia-Elisabeth Wulz (Institut für Hochenergiephysik der OEAW- HEPHY), seit knapp 25 Jahren Leiterin der österreichischen Gruppe des CMS-Experiments - CMS-Trigger - am Large Hadron Collider des CERN, gibt hier einen kurzen Überblick über die bedeutendsten Entdeckungen am CERN.*

Der Dunklen Materie auf der Spur

Fr, 17.06.2016 - 12:58 — Josef Pradler

Josef PradlerIcon PhysikZu den prioritären Zielsetzungen der modernen Teilchenphysik zählt die Entschlüsselung der sogenannten Dunklen Materie, welche die dominierende Form der Materie im Universum darstellt. Bis jetzt konnte Dunkle Materie noch nicht direkt detektiert werden, ihre mikrophysikalischen Eigenschaften sind weitgehend unbekannt. Der Teilchenphysiker Josef Pradler (Juniorforschungsgruppenleiter am Institut für Hochenergiephysik - HEPHY - der ÖAW) entwickelt Modelle zur Dunklen Materie und überprüft diese auf ihre Konsistenz mit experimentellen Daten, die mittels hochsensitiver Detektoren und auch mittels hochenergetischer Kollisionen von Protonen (am Large Hadron Collider des CERN) erhalten werden.*

Von Elementarteilchen zu geordneten Strukturen

Fr, 03.06.2016 - 17:42 — Redaktion

RedaktionIcon Physik
Themenschwerpunkt: Aufbau der Materie

Woher stammt die Materie auf unserer Erde, was ist Materie überhaupt, woraus besteht sie und durch welche Kräfte wird sie zusammengehalten?

Big Data - Kleine Teilchen. Triggersysteme zur Untersuchung von Teilchenkollisionen im LHC.

Fr, 13.11.2015 - 07:00 — Manfred Jeitler

Manfred JeitlerIcon MINTWenn Pakete hochenergetischer Elementarteilchen am Teilchenbeschleuniger „Large Hadron Collider“ (LHC) des CERN zur Kollision gebracht werden, können neue Teilchen entstehen (z. B. das Higgs-Teilchen) und daraus fundamentale Erkenntnisse über den Aufbau der Materie gewonnen werden. Um derartige Prozesse aus einer ungeheuren Datenflut verlässlich herauszufiltern zu können, wurden – unter entscheidender Mitwirkung des Instituts für Hochenergiephysik (HEPHY) der ÖAW – elektronische Triggersysteme entwickelt. Der daran beteiligte Hochenergiephysiker Manfred Jeitler (HEPHY/CERN) veranschaulicht hier die Funktionsweise derartiger Trigger.

Woraus besteht alle Materie? ScienceBlog besuchte das Cern – Tag 2

Icon PhysikInge SchusterNach überwältigenden Eindrücken am 1. Tag unserer Exkursion an das CERN, der in der Audienz bei der Prinzessin des LHC, dem Compact Muon Solenoid (CMS), gipfelte, bekommen wir heute zuerst einen Einblick in die geheimnisvolle Welt der Antimaterie, dann einen gesamten Überblick über den Beschleuniger-Komplex des CERN. Für das grandios zusammengestellte Besuchsprogramm und die tollen Führungen geht der herzlichste Dank von ScienceBlog an Claudia Wulz (HEPHY, CERN), Manfred Jeitler (HEPHY, CERN) und Michael Doser (CERN).

Über Nacht haben sich die Regenwolken weitestgehend verzogen, der Tag beginnt strahlend schön und sommerlich warm. Das ist eine optimale Voraussetzung für unser heutiges Besuchsprogramm, das uns quer über das weitläufige Gelände der „Meyrin Site“ des CERN führt – eine längere Wanderung bedeutet (Abbildung 1).

Woraus besteht alle Materie? ScienceBlog besuchte das CERN — Tag 1

Icon PhysikInge SchusterScienceBlog.at veranstaltete eine zweitägige Exkursion an das CERN: unsere Gruppe erhielt Spezialführungen durch namhafte Vertreter des österreichischen Instituts für Hochenergiephysik (HEPHY, ÖAW), die am CERN arbeiten. Sie zeigten uns, wie dort mit Hilfe eines immensen Teilchenbeschleunigers und riesiger Detektoren – vor allem des CMS - fundamentale Erkenntnisse über den Aufbau der Materie aus Elementarteilchen und deren Wechselwirkungen gewonnen werden. Die Eindrücke überstiegen alle unsere Erwartungen, waren Faszination pur! Um die Vielfalt des Erlebten – wenn auch nur in knappster Form – Revue passieren zu lassen, erscheint der Report in zwei Teilen.

CERN: Ein Beschleunigerzentrum — Experimente, Ergebnisse und wozu braucht man das?

Icon PhysikDas bei Genf angesiedelte CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) hat mit Hilfe großer Teilchenbeschleuniger bereits fundamentale Erkenntnisse über den Aufbau der Materie aus Elementarteilchen und die Wechselwirkung zwischen diesen erzielt. Im vorangegangenen Artikel (1) hat der Autor erklärt, warum man dafür Teilchen auf sehr hohe Geschwindigkeit und zur Kollision bringen muß. Daneben sind am CERN als Nebenprodukte u.a. auch das World Wide Web enstanden - um Wissenschaftlern die Kommunikation zu erleichtern -, ebenso wie innovative Technologien der Strahlentherapie .

Manfred JeitlerIm vorangegangen Artikel (1) hatten wir über die Bestandteile der Materie - die „Teilchen“ -, gesprochen. Diese Bestandteile der Atome sind teilweise „Elementarteilchen“ (wie zum Beispiel das Elektron): elementar in dem Sinne, dass sie keine innere Struktur aufweisen. Andere, wie zum Beispiel das Neutron, bestehen wiederum aus noch kleineren Teilchen, den so genannten „Quarks“, können also eigentlich nicht als „Elementarteilchen“ bezeichnet werden.

Autodrom: alle fahren gleich schnell!

Da die uns interessierenden Teilchen sehr klein und leicht sind, haben sie bei den für uns wichtigen Energien im Allgemeinen eine sehr hohe Geschwindigkeit. Es gibt aber eine absolute Geschwindigkeitsbeschränkung, an die sich die Teilchen halten müssen: die Lichtgeschwindigkeit (d.i. die Geschwindigkeit von Licht im Vakuum). Für Überschreitung der Lichtgeschwindigkeit hat noch kein Teilchen je ein Strafmandat gekriegt! (Vor einiger Zeit hat man geglaubt, ein paar Neutrinos auf frischer Tat ertappt zu haben. Obwohl das in Italien war, hat sich dann aber herausgestellt, dass die Neutrinos sich ganz brav an die Lichtgeschwindigkeitsbeschränkung gehalten haben und die „Radarfalle“ der Physiker einen Messfehler hatte.)

CERN: Ein Beschleunigerzentrum — Wozu beschleunigen?

Icon PhysikDas bei Genf angesiedelte CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) erzielt mit Hilfe großer Teilchenbeschleuniger fundamentale Erkenntnisse über den Aufbau der Materie aus Elementarteilchen und die Wechselwirkung zwischen diesen. Im diesem Artikel erklärt der Autor warum man dafür Teilchen auf sehr hohe Geschwindigkeit und zur Kollision bringen muß. Ein in Kürze folgender Artikel wird sich mit den Experimenten am CERN und deren Ergebnissen beschäftigen.

Manfred JeitlerWarum denn so eilig?

Das europäische Teilchenphysikzentrum CERN ist eine Beschleunigeranlage. „Beschleunigen“ heißt in unserem Sprachgebrauch so viel wie „schneller machen“. Dass heute alles recht schnell gehen soll, wissen wir ja zur Genüge. Wir reisen mit Autos und Flugzeugen, um recht schnell woanders zu sein, von wo wir dann umso rascher wieder abreisen können. Und jetzt verfallen die Physiker auch diesem Schnelligkeitswahn und bauen sogar ein eigenes Zentrum, um alles noch schneller zu machen! Geht es nicht auch ein bisschen langsamer? So etwas denken Sie sich vielleicht jetzt.

Alice im Wunderland – HaseAlice im Wunderland - das weiße Kaninchen: “Oh dear! Oh dear! I shall be too late!" (Lewis Caroll; free clipart, http://www.disneyclips.com/linktous.html)

Die Antwort kommt vielleicht etwas überraschend: nein, langsamer geht es zwar nicht, aber eigentlich kommt es den Physikern überhaupt nicht auf die Schnelligkeit an. Was die Beschleuniger für uns tun, ist, den Teilchen höhere Energien zu verleihen. (Um welche Teilchen es sich hier eigentlich handelt, werden wir weiter unten besprechen.) Bei höheren Geschwindigkeiten hat das bewegte Objekt eine höhere Energie, das wissen wir alle. Im normalen Leben ist das eher eine unangenehme Nebenerscheinung: wenn man mit dem Auto schnell unterwegs ist, will man nur recht rasch von A nach B kommen; dass die in der Geschwindigkeit des Autos steckende Energie beim ungewollten Zusammenstoß mit einem Baum oder anderen Fahrzeug dann dazu verbraucht wird, um das Auto und seine Insassen zu deformieren, ist ein zwar bekannter, aber durchaus unerwünschter Nebeneffekt. Für den Teilchenphysiker sieht das ganz anders aus. Dass die Teilchen so rasch umherfliegen, macht ihre Beobachtung etwas schwieriger. Sie zu untersuchen, geht aber nur, indem man sie mit großer Energie gegeneinander schießt (Abbildung 1).

Manfred Jeitler

Manfred JeitlerDr. Manfred Jeitler ist Dozent an der TU Wien und ist vom "HEPHY" (Institut für Hochenergiephysik) ans CERN entsendet.

Geboren 1959

Matura 1976

Studium

  • Dolmetschstudium in Wien und Moskau: 1976-1982
  • Physikstudium in Wien: 1981-1988
  • Dissertation in Physik: 1988-1992
  • Habilitation in Physik: 2007

Berufliche Tätigkeit

  • Baustellendolmetsch in Jerewan: 1981
  • Firmenvertreter in Moskau: 1983-1984
  • Freiberufliche Tätigkeit als Konferenzdolmetscher und Übersetzer
  • Mitarbeiter am Institut für Mittelenergiephysik (Wien): 1988-1993
  • Mitarbeiter am Projekt Austron: 1993-1994
  • Mitarbeiter am Institut für Hochenergiephysik (Wien, entsendet ans CERN): seit 1994
  • Dozent an der TU Wien: seit 2007

Artikel von Manfred Jeitler im ScienceBlog

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