Institut für Kernphysik (IKP)
Das IKP führt experimentelle und theoretische Grundlagenforschung auf den Gebieten Kern-, Hadronen- und Teilchenphysik durch. Dazu betreibt es das Cooler Synchrotron COSY, einen weltweit einzigartigen Beschleuniger- und Speicherring, der Strahlen von unpolarisierten und polarisierten Protonen- und Deuteronen mit Impulsen bis zu 3.7 GeV/c, bei Bedarf auch phasenraumgekühlt, liefert. Das Physikprogramm adressiert zwei große Fragen der modernen Physik: Die Materie-Antimaterie-Asymmetrie unseres Universums und das Grundverständnis der Bausteine, aus denen Materie besteht.
Die Materie-Antimaterie-Asymmetrie kann sich in einem winzig kleinen elektrischen Dipolmoment (EDM) geladener Teilchen bemerkbar machen. Die notwendigen Vorarbeiten für die Suche nach diesem Effekt werden im Rahmen internationaler Kollaborationen konzipiert und an COSY erprobt. Die Jahrzehnte umfassende Erfahrung beim Betrieb und der Weiterentwicklung von COSY für Hochpräzisionsexperimente ist für die anstehende Machbarkeitsstudie eine solide Grundlage.
Das Grundverständnis der Wechselwirkungen zwischen den Bausteinen der Materie, die uns umgibt und aus denen wir bestehen, wird in zwei weiteren großen Projekten bearbeitet: Das IKP plant und baut den Hochenergiespeicherring HESR als kompletten Beschleuniger für die Anlage FAIR in Darmstadt (Facility for Antiproton and Ion Research) auf dem GSI-Campus. Das IKP ist ein wesentlicher Partner der PANDA-Kollaboration, die wegweisende Experimente am HESR vorbereitet. Durch die Verwendung von Antiprotonen als Projektil erschließen sich neue Klassen von Experimenten, die vorher nicht möglich waren.
Zusätzlich zu diesen Großprojekten verfolgt IKP auch die folgenden kleineren Forschungsthemen: (i) Hadronenphysik mit elektromagnetischen Sonden (CLAS), (ii) exotische Atome (pionischer Wasserstoff und Deuterium), (iii) polarisierte Fusion, (iv) polarisierte Moleküle, (v) polarisierte Antiprotonen (PAX) und (vi) Zeitumkehr-Invarianzverletzung (TRIC).
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Experimentelle Hadronenstruktur (IKP-1)