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Was die Welt zusammenhält

Neue Einblicke in die Struktur der Materie und die Evolution des Universums soll das neue Beschleunigerzentrum FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) für die Forschung mit Antiprotonen- und Ionenstrahlen in Darmstadt ermöglichen. Das Forschungszentrum Jülich übernimmt innerhalb des Milliarden-Euro-Projektes den Bau des Hochenergie-Speicherrings HESR und bringt sein Know-how im Umgang mit Protonen und Antiprotonen sowie Erfahrung mit Beschleuniger- und Hadronenphysik aus dem Jülicher Beschleuniger COSY ein. Die Physiker erhoffen sich dadurch neue Erkenntnisse über die Vorgänge zwischen Elementarteilchen, wie etwa den Quarks und Gluonen.

Mit FAIR wird kosmische Materie im Labor hergestellt, das heißt Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus aller Welt stoßen in neue Dimensionen der Materie vor, wie zum Beispiel Antimaterie oder heiße Sternmaterie. Für ihre grundlegenden Forschungen werden sie neuartige Hochleistungscomputer entwickeln und erwarten Durchbrüche für neue Nanomaterialien sowie bio-medizinische Anwendungen.

So wird es an FAIR möglich sein, Antimaterie zu erforschen. Die Forscher wollen dem Rätsel nachgehen, warum Antimaterie im Universum bis auf winzige Reste kaum vorkommt und warum die uns bekannte Materie, aus der wir bestehen und die uns umgibt, "bevorzugt" ist.

An FAIR werden Forscher auch nach neuen Formen von Materie suchen, um auf diese Weise der rätselhaften dunklen Materie auf die Spur zu kommen. Denn obwohl dunkle Materie einen weitaus größeren Anteil im Universum ausmacht als die uns bekannte Materie, konnte sie noch nicht direkt beobachtet werden.

An der geplanten Anlage wollen Forscher außerdem untersuchen, wie Sterne explodieren und welche Prozesse dabei ablaufen. Denn nach den heutigen Vorstellung entstehen bzw. entstanden die chemischen Elemente in gewaltigen Sternexplosionen. Das heißt, alle Materie – auch wir selbst – besteht letztendlich aus Sternenstaub, den Überresten von explodierten Sternen.

Ionenstrahlen, die natürlicherweise in der kosmischen Strahlung vorkommen, lassen sich an FAIR erzeugen. Dies ermöglicht Wissenschaftlern, die Wirkung der Ionenstrahlen auf Materialien und Gewebeproben zu studieren. Sie möchten somit Komponenten für die Satellitentechnik testen und strahlenbiologische Untersuchungen für bemannte Raummissionen oder neue Anwendungen in der Medizin durchführen.


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