Siegen/Genf. Am CERN in Genf wollen Forschende die großen Geheimnisse des Universums lüften. Es geht um unbekannte Teilchen. Ein Siegener Team ist beteiligt.

Am Genfer CERN wird ein neuer Detektor zur Suche nach bisher unbekannten Teilchen oder Kräften gebaut. Die Vorbereitungen für das so genannte SHIP-Experiment laufen bereits seit zehn Jahren. Auch Physikerinnen und Physiker der Universität Siegen sind daran beteiligt.

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Das CERN (Europäische Organisation für Kernforschung) ist eines der größten und renommiertesten Zentren für physikalische Grundlagenforschung. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus aller Welt „untersuchen hier gemeinsam die fundamentalen Gesetze des Universums“, wie die Uni Siegen in einer Mitteilung erläutert. „Dabei nutzen sie die weltweit größten und komplexesten Geräte, um die kleinsten Bauteile der Welt zu erforschen – die Elementarteilchen.“

Uni Siegen: Physik-Team will noch ungeklärte Phänomene des Universums entschlüsseln

Nach knapp zehn Jahren Vorbereitung sei am CERN jetzt die Genehmigung für ein neues Experiment erteilt worden. Im Rahmen des SHIP-Experiments (SHIP = Search for Hidden Particles/Suchen nach versteckten Teilchen) soll ein Detektor gebaut werden, der ganz neue Möglichkeiten eröffnet, bisher unbekannte Teilchen oder Kräfte zu finden. Physikerinnen und Physiker der Uni Siegen sind an dem Experiment beteiligt. Ihre Arbeit wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.

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„Wir Teilchenphysiker stehen vor einem Dilemma: Mit dem Higgs-Boson haben wir inzwischen alle Teilchen beobachtet, die im Standardmodell der Teilchenphysik vorhergesagt werden“, sagt der Siegener Teilchenphysiker Prof. Dr. Markus Cristinziani. „Gleichzeitig ist klar, dass dieses Modell nicht die endgültige Theorie sein kann, da es bestimmte Phänomene wie zum Beispiel die Dunkle Materie nicht erklärt.“ Für ihn und seine Kolleginnen und Kollegen steht deshalb fest, dass es noch weitere, bisher unbekannte Teilchen oder Wechselwirkungen geben muss, um bestimmte Phänomene des Universums zu erklären.

Universität Siegen: Neuer Detektor soll am CERN in Genf bisher unbekannte Teilchen entdecken

Das SHIP-Experiment soll den Fachleuten nun neue Möglichkeiten eröffnen, solche Teilchen aufzuspüren. Geplant ist nach Angaben der Uni Siegen, „einen Detektor zu bauen, bei dem ein sehr intensiver Protonenstrahl auf ein bestimmtes Ziel gerichtet wird, um damit neue Teilchen zu entdecken“. Dies soll jedoch bei deutlich geringeren Energien geschehen als beispielsweise beim weltweit leistungsstärkten Teilchenbeschleuniger „Large Hadron Collider“. So hoffen die Physikerinnen und Physiker, eine besondere Art von Teilchen zu finden, die sich durch extrem schwache Wechselwirkungen auszeichnen.

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„Wir haben bisher mit riesigen Detektoren nach neuen Teilchen und Wechselwirkungen bei den höchstmöglichen Energien gesucht. Möglicherweise sind uns dabei sehr schwach wechselwirkende Teilchen quasi durch die Lappen gegangen“, erklärt Markus Cristinziani. Diese Lücke soll das SHIP-Experiment nun schließen.

Siegener Physiker sehen enorme Chancen in neuem CERN-Experiment

Markus Cristinziani und sein Team sind bereits seit 2017 bei den vorbereitenden Arbeiten zu SHIP dabei. Am Siegener Lehrstuhl für Teilchen- und Astroteilchenphysik wurde bereits eine Promotion zu dem neuen Experiment sehr erfolgreich abgeschlossen. „Ich freue mich riesig, dass der Bau des Detektors am CERN nun starten kann“, sagt Markus Cristinziani, der darin eine große Chance für die Forschung sieht: „SHIP hat Entdeckungspotenzial für die wichtigsten Beobachtungsrätsel der modernen Teilchenphysik und Kosmologie.“

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