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ASTROTEILCHENPHYSIK
Neutrinos theoretisch betrachtet
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Mainz
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16. Dezember 2014

Vorweihnachtliche Bescherung an der Universität Mainz: Einem Wissenschaftler wurde jetzt vom Europäischen Forschungsrat eine 800.000 Euro umfassende Förderung für den Aufbau einer Forschergruppe bewilligt, die sich theoretisch mit Neutrinos befassen und ihre Bedeutung auch für das Dunkelmaterie-Problem untersuchen soll.

MOGON

Für seine Forschungsarbeit werden Joachim Kopp und seine Arbeitsgruppe intensiv den Mainzer Großrechner MOGON nutzen. Foto: Universität Mainz / Stefan F. Sämmer [Großansicht]

Der Physiker Prof. Dr. Joachim Kopp erhält eine Förderung des Europäischen Forschungsrats über 800.000 Euro für Arbeiten in der theoretischen Teilchen- und Astroteilchenphysik. Kopp kam im Mai 2014 auf eine sogenannte Tenure-Track-Professur an den Exzellenzcluster PRISMA der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU). Er beschäftigt sich insbesondere mit Neutrinos und der Dunklen Materie und wird die Förderung durch den Europäischen Forschungsrat (ERC) dafür verwenden, neue Ansätze in der theoretischen Neutrinophysik zu verfolgen. Der ERC Starting Grant ist eine der höchstdotierten Fördermaßnahmen der EU, die an junge Wissenschaftler vergeben wird.

Neutrinos sind Elementarteilchen, die elektrisch neutral sind und nur eine sehr geringe Masse aufweisen. Weil sie mit anderen Teilchen kaum wechselwirken, ist ihr experimenteller Nachweis extrem schwierig. Dennoch haben seit der Jahrtausendwende zahlreiche Großexperimente - einige davon unter signifikanter Mainzer Beteiligung - bahnbrechende neue Einblicke in die Welt der Neutrinos geliefert.

"Die Neutrinophysik ist durch die großen experimentellen Fortschritte der jüngsten Zeit zu einer treibenden Kraft für die Astroteilchenphysik geworden", berichtet Kopp. "Das jetzt vom ERC bewilligte Projekt ist ein unverzichtbares Pendant der Theorie zu den rasanten Entwicklungen bei den Experimenten." So bietet sich aufgrund der experimentellen Erkenntnisse in Sachen Neutrinos ein teilweise kontroverses Bild und Wissenschaftler mutmaßen, dass es neben den drei bekannten Neutrinoarten noch weitere Spezies geben könnte. Damit wäre das bisher durch das Standardmodell erklärte Weltbild der Elementarteilchenphysik überholt.

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Kopp hat sich vorgenommen, die Suche nach sogenannten sterilen Neutrinos durch die theoretische Interpretation experimenteller Ergebnisse und durch die Entwicklung neuer theoretischer Modelle zu begleiten. Er will sich außerdem mit dem Phänomen der Neutrinooszillation in Supernovae befassen, der periodischen Umwandlung von einer Neutrinoart in eine andere. Dabei will er insbesondere untersuchen, welchen Einfluss die Quanteneigenschaften der Neutrinos haben.

Im dritten Projektteil wird sich Kopp mit seiner Arbeitsgruppe dem möglichen Zusammenhang zwischen Neutrinos und Dunkler Materie widmen. Dunkle Materie macht ungefähr 23 Prozent unseres Universums aus, die für uns sichtbaren Elementarteilchen nur etwa vier Prozent. Bisher ist unbekannt, aus was sich die Dunkle Materie zusammensetzt, aber nach Einschätzung von Kopp stellen sterile Neutrinos einen vielversprechenden Kandidaten dar. Daher will der Wissenschaftler Mechanismen untersuchen, durch die Dunkle Materie bestehend aus sterilen Neutrinos im frühen Universum entstanden sein könnte.

ERC Starting Grants unterstützen herausragende Wissenschaftler am Anfang ihrer Karriere, wenn sie ihr eigenes Forschungsteam oder Forschungsprogramm aufbauen. Zusätzlich zur wissenschaftlichen Exzellenz müssen die Antragsteller den bahnbrechenden Ansatz ihres Projekts und seine Machbarkeit nachweisen, um die Förderung zu erhalten.

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siehe auch
Exzellenzcluster PRISMA: Jagd nach Dunkler Materie - 5. November 2012
Teilchenphysik: Forschung mit tiefgekühlten Neutronen - 9. Mai 2011
Links im WWW
Universität Mainz
Precision Physics, Fundamental Interactions and Structure of Matter (PRISMA)
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