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STRONG-2020

Die europäische Initiative STRONG-2020 will Antworten finden auf die offenen Fragen im Bereich der sogenannten starken Wechselwirkung – einem der Grundpfeiler des Standardmodells der Teilchenphysik. Das auf vier Jahre angelegte Projekt bündelt Forschungsaktivitäten auf experimenteller und theoretischer Ebene, und wurde vor kurzem von der EU im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogrammes "Horizon 2020" genehmigt. Gefördert mit 10 Millionen Euro, soll es im Sommer 2019 starten. Zum STRONG-2020-Konsortium gehören 44 Partnerinstitutionen aus 14 EU-Ländern, unter ihnen das Institut für Kernphysik des Forschungszentrums Jülich mit seinem Teilchenbeschleuniger COSY. Insgesamt sind Wissenschaftler aus 36 Ländern beteiligt.

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Das Jülicher Kühlersynchrotron COSY. Foto: Forschungszentrum Jülich / Karl Peters
Das Jülicher Kühlersynchrotron COSY. Foto: Forschungszentrum Jülich / Karl Peters
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Die starke Wechselwirkung, verantwortlich für den Zusammenhalt der Atomkerne, ist eine der vier grundlegenden Kräfte in der Physik. Die theoretischen und experimentellen Studien daran beschäftigen allein in Europa eine aktive Forschergemeinde von etwa 2500 Wissenschaftlern. Die Liste der offenen Fragen im Grenzbereich unseres heutigen Wissens in diesem Feld sind vielfältig: Dazu gehören beispielsweise die Eigenschaften und die detaillierte Struktur des Protons, die genaue Bestimmung von angeregten Zuständen von Hadronen, die Eigenschaften des heißen und dichten Quark-Gluon-Plasmas und Präzisionsstudien des Standardmodells. Diese Forschungsfelder werden experimentell mit Photonen und Teilchenkollisionen bei niedrigen und hohen Energien (von wenigen GeV bis zu 14 TeV) untersucht. Sie erfordern eine fortwährende Entwicklung und Verbesserung der hochmodernen Detektoren, Datenerfassungssysteme, Beschleuniger-Strahlen und -Targets – ebenso wie der zugrundeliegenden theoretischen Modelle.

Die Ergebnisse von STRONG-2020 werden einen wesentlichen Einfluss auf die Erforschung der starken Wechselwirkung und des Standardmodells haben. Das Projekt wird darüber hinaus zur Grundlagenforschung für die Physik jenseits des Standardmodells beitragen und sich auf andere wissenschaftliche Bereiche auswirken, wie etwa Astrophysik oder Theorien über stark gekoppelte komplexe Systeme in kondensierter Materie. Die Instrumente und Methoden für die neuen hochkomplexen Experimente im Rahmen von STRONG-2020 werden es ermöglichen, die europäischen Forschungsinfrastrukturen zu stärken und ihre Wettbewerbsfähigkeit zu verbessern. Die dabei entwickelten Technologien werden sich außerdem auf Medizin (Diagnosewerkzeuge, Krebsbehandlung) und Industrie (Zeilenkameras, 3D-Magnetfeld-Technologie) auswirken und können auch zu Fortschritten in Computertechnik und künstlicher Intelligenz führen.

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STRONG-2020 fördert das Zusammenwirken von Theorie und Experiment durch Unterstützung des ECT* (European Centre for Theoretical Studies in Nuclear Physics and Related Area) in Trient.


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