STARTSEITE
Home
Max-Planck-Institut für Physik (Werner-Heisenberg-Institut)  
Über das Institut
Forschung
Presse und Öffentlichkeit
Veranstaltungen
Studium und Lehre
Stellen & Ausbildung
Für Gäste
Mitarbeiter
Lokale Einrichtungen
Kooperationen
Kooperationen

Kooperationen

Großgeräte/Großexperimente



ALEPH-Experiment am CERN

Am ALEPH Experiment, das am LEP Beschleuniger des CERN aufgebaut war, wurden Elektron-Positron Kollisionen mit Schwerpunktenergien zwischen 90 and 200 GeV untersucht. ALEPH spielte eine Schlüsselrolle bei der Etablierung des Standardmodells der Elementarteilchenphysik, unserer heutigen Theorie der Teilchen und Kräfte.
Genf, Schweiz
Partner: European Organisation for Nuclear Research (CERN)
http://home.web.cern.ch/about/experiments/aleph


ATLAS – A Toroidal LHC Apparatus

Gemeinsam mit Wissenschaftlern aus aller Welt haben die Physiker des Max-Planck-Instituts für Physik den Teilchendetektor ATLAS gebaut. ATLAS ist ein Experiment am Large Hadron Collider (LHC), ein Teilchenbeschleuniger am Forschungszentrum CERN in Genf. LHC hat einen Umfang von 27 km und liegt 100 Meter tief unter der Erde. Der LHC hat 2008 erstmals seinen Betrieb aufgenommen. Im März 2010 wurde das Forschungsprogarmm an diesem Proton-Proton-Beschleuniger gestartet, der mit bisher nie an Beschleunigeranlagen erreichten Energien arbeitet. Forscher aus der ganzen Welt wollen mit Hilfe des LHC der Natur ihre Geheimnisse entlocken.

ATLAS vermisst die Proton-Proton-Kollisionen . Dabei werden Bedingungen erzeugt ähnlich denen kurz nach dem Urknall im frühen, heißen und dichten Universum. Die Forscher erhoffen Erkenntnisse über die fundamentalen Bausteine der Materie und ihrer Wechselwirkung zu gewinnen. Neben dem Higgs-Teilchen suchen sie nach neuen Phänomenen, wie der Existenz höherer Raum- und Zeitdimensionen und dem Ursprung der Dunklen Materie, die unser Universum zusammenhält.

Mitglieder des Max-Planck-Instituts für Physik haben eine besondere Verantwortung für drei spezifische Sub-Detektoren, bekannt als ATLAS-SCT, ATLAS-HEC und ATLAS-MDT. Außerdem sind sie in den Arbeitsbereich ATLAS-Computing beteiligt.
https://www.mpp.mpg.de/forschung/experimental/atlas/index.html


AWAKE - Plasma Wakefield Acceleration (Plasma-Kielfeld-Beschleunigung)

Testaufbau des Beschleunigers.
Die Forschungsgruppe AWAKE am MPI für Physik arbeitet an der Erforschung von weiterentwickelten Teilchenbeschleunigern.
Bei dieser neuartigen Beschleunigungs-Methode soll eine „geladene Welle“ in einem Plasma erzeugt werden. Dadurch lassen sich dann voraussichtlich Elektronen über kurze Distanzen, stark beschleunigen. Das Ziel ist es, die benötigte Strecke die man zum Beschleunigen braucht zu verringern und somit die Kosten für die zukünftige Konstruktion eines linearen Teilchenbeschleunigers senken.
https://www.mpp.mpg.de/forschung/experimental/awake/index.html


Belle – B-Physik mit e+ - e- - Kollisionen

Das Ungleichgewicht zwischen Materie und Antimaterie im Universum ist das Ergebnis der Verletzung einer fundamentalen Symmetrie der Natur, der sogenannten CP-Symmetrie. Die Verletzung dieser Symmetrie wurde im Jahre 1964 beim Zerfall der neutralen K-Mesonen (Mesonen mit einem „seltsamen“ Quark) entdeckt (Nobelpreis 1980 für Cronin und Fitch), und wird in einer Theorie von Kobayashi und Maskawa durch die „Mischung“ der verschiedenen Quarks erklärt. Ihre Theorie sagt eine starke CP-Verletzung bei den B-Mesonen voraus, die experimentell vor einigen Jahren bestätigt wurde. Hierfür wurden sie 2008 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet.
https://www.mpp.mpg.de/forschung/experimental/belle/index.html


CAST – The CERN Axion Solar Telescope

Das CAST-Experiment am CERN sucht nach Axionen, die von der Sonne emittiert werden. Das Axion, ein hypothetisches Teilchen, das ursprünglich vorgeschlagen wurde, um das sogenannte CP-Rätsel der starken Wechselwirkung zu lösen, gehört zu den wichtigsten Kandidaten für dunkle Materie.
https://www.mpp.mpg.de/forschung/experimental/cast/index.html


CRESST – Cryogenic Rare Event Search with Superconducting Thermometers

Einbau der CRESST-Module. (© MPP)
Das CRESST-Experiment ist im unterirdischen Gran-Sasso-Labor in Italien aufgebaut. Dort wird mit speziellen, hochentwickelten Tieftemperatur-Detektoren nach der Dunklen Materie gesucht.
https://www.mpp.mpg.de/forschung/experimental/cresst/index.html


CTA - Cherenkov Telescope Array

Entwurf des "Cherenkov Telescope Arrays" mit 23-Meter-Teleskopen und 12-Meter-Teleskopen. (Foto: G. Pérez / IAC, SMM).
Neueste Forschungsergebnisse belegen, dass unser Universum voller Quellen hochenergetischer Strahlung ist. Um zu verstehen, wie diese gigantischen Teilchenbeschleuniger funktionieren, arbeiten über 800 Wissenschaftler und Ingenieure aus aller Welt zusammen, um ein neues Observatorium zu bauen: Das “Cherenkov Telescope Array” (CTA). Das Observatorium wird auf zwei Standorte verteilt gebaut, einer in der nördlichen und einer in der südlichen Hemisphäre, damit Quellen am gesamten Himmel beobachtet werden können. Beide Standorte werden Teleskope verschiedener Größe beheimaten: Wenige große 23-Meter-Teleskope in der Mitte, um die herum viele 12-Meter-Teleskope angeordnet sein werden. Die südliche Station wird zusätzlich mit vielen 6-Meter-Teleskopen, verteilt über eine weite Fläche, ausgestattet. Die unterschiedlichen Teleskoptypen garantieren, dass Gammastrahlen über ein weites Energiespektrum beobachtet werden können.
https://www.mpp.mpg.de/forschung/experimental/CTA/index.html


GeDet – Germaniumdetektorentwicklung

Der Teststand GALATEA.
Die Forschungsgruppe GeDet beschäftigt sich mit der Entwicklung von Germaniumdetektoren, die für ihren Einsatz in Experimenten extrem gegen äußere Strahlung abgeschirmt werden müssen. Germanium ist ein Halbleiter, der bei tiefen Temperaturen als Detektormaterial eingesetzt werden kann. Solche Detektoren werden typischerweise bei etwa 100 Kelvin (-173°C), gekühlt durch flüssigen Stickstoff, betrieben. Germaniumdetektoren kommen überall zum Einsatz, wo Radioaktivität in kleinsten Mengen nachgewiesen wird. Die Sensitivität ist so hoch, dass einzelne Zerfälle beobachtet und kategorisiert werden können.

Am Teststand GALATEA werden Prototypen der Germaniumdetektoren für den Einsatz im Experiment getestet. Da Germaniumdetektoren kalt betrieben werden müssen, ist ein Wärmeschild integriert, das nah der Innenwand des Tanks montiert wird (Bild oben).
https://www.mpp.mpg.de/forschung/experimental/gedet/index.html


GERDA – Germanium Detector Array

Mit Hilfe von Germaniumdetektoren soll beim GERDA-Experiment das Rätsel um die Neutrinos gelöst werden. Die Wissenschaftler wollen mit GERDA mehr über die Charaktereigenschaften von Neutrino-Teilchen herausfinden. Beispielsweise welche Ruhemasse besitzen Neutrinos und sind sie wirklich ihre eigenen Antiteilchen?
https://www.mpp.mpg.de/forschung/experimental/gerda/index.html


H1

Mit dem größten „Elektronenmikroskop“ der Welt, HERA (Hadron-Elektron-Ring-Anlage) am Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) in Hamburg wurde die innere Struktur des kleinsten Bausteins der Atomkerne, des Protons, mit einer bisher unerreichten Auflösung ausgeleuchtet.
Am 30. Juni 2007 wurden die Experimente bei HERA eingestellt und der Beschleuniger abgeschaltet. Die wissenschaftliche Auswertung der mit dem H1-Detektor aufgenommenen Daten wird aber noch einige Jahre in Anspruch nehmen.
In HERA kreisten je 180 Bündel von Elektronen und Protonen gegenläufig in zwei übereinander liegenden, zu einem Kreis geschlossenen Vakuumröhren (Umfang 6,5 km). Die Elektronen und Protonen wurden von starken Magnetfeldern auf ihrer Kreisbahn gehalten und in hochfrequenten elektrischen Wechselfeldern auf Energien von 30 beziehungsweise 920 Milliarden Elektronenvolt beschleunigt.
https://www.mpp.mpg.de/forschung/experimental/h1/index.html


JADE

Das JADE-Experiment war eines der Experimente am Positron-Elektron-Ringbeschleuniger PETRA am DESY in Hamburg. Das Experiment zeichnete zwischen 1979 und 1986 Daten des Elektron-Positron-Systems bei einer Energie zwischen 14 and 45 GeV auf.
1997 begann eine Arbeitsgruppe der Universität Achen, die heute am MPI für Physik in München sitzt, die genommenen Daten des JADE-Experiments wieder zu analysieren.
https://www.mpp.mpg.de/forschung/experimental/jade/index.html


Linear Collider (ILC & CLIC)

Illustration eines Detektors bei CLIC mit einer simulierten Teilchenkollision.
Ein Linear Collider ist als nächster großer Beschleuniger nach dem LHC geplant. Statt Protonen werden hier Elektronen und ihre Antiteilchen, die Positronen, mit höchsten Energien aufeinander geschossen. Genau wie am LHC soll damit die Physik der Teraskala erkundet werden, um die Fragen nach dem Ursprung der Masse, nach der Natur der Dunklen Materie im Universum, nach möglichen neuen Symmetrien und neuen Raumdimensionen zu klären, und vielleicht auch etwas ganz Unerwartetes zu entdecken. Im Vergleich zum LHC bietet die Verwendung von Elektronen und Positronen den Vorteil deutlich sauberer Ereignisse und geringerem Untergrund, was eine deutlich höhere Messpräzision erlaubt und detaillierte Untersuchungen der Physik jenseits des Standardmodells sowie eine Untersuchung des Higgs-Mechanismus mit deutlich höherer Genauigkeit ermöglicht.
https://www.mpp.mpg.de/forschung/experimental/ilc_clic/index.html


MAGIC – Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov Telescope

Die beiden MAGIC-Teleskope sind mit einer Spiegelfläche von 236m² (MAGIC-I) und 247m² (MAGIC-II) die größten betriebenen Tscherenkow-Teleskope der Welt. Sie stehen in 2200m über dem Meeresspiegel auf der Kanareninsel La Palma. Das MPI ist das führende unter den 17 europäischen Instituten, die für Konstruktion und Betrieb der Teleskope verantwortlich sind.
https://www.mpp.mpg.de/forschung/experimental/magic/index.html


  1. Die Kühlmechanismen sind technisch kompliziert.
  2. Kühlung kann nur in Transversalrichtung erreicht werden.
  3. Die gesamte Kühlung erreicht möglicherweise nicht die gewünschte Stärke.
Wir untersuchen die Möglichkeit, die Myonen bis auf keV-Energien oder darunter zu bringen und sie anschließend wieder zu beschleunigen. Ein Energiegleichgewicht kann im Prinzip erreicht werden, wenn die Teilchen einer konstanten Beschleunigungskraft ausgesetzt sind, wenn sie sich in diesem Energiebereich befinden. Dies führt zu einem drastisch reduzierten Phasenraum für den Myonenstrahl.
https://www.mpp.mpg.de/forschung/experimental/muon/index.html


STAR

In hochenergetischen Proton-Proton-Zusammenstößen führt die harte Streuung von Quarks und Gluonen in frühen Stadien der Kollision zur Produktion von Jets, schmalen Strahlen schneller Teilchen, die es den Physikern erlauben, die Streuung nachzuweisen und zu verstehen. In Kernkollisionen bei RHIC dienen Jets stattdessen als eine tiefeindringende Sonde für die extrem dichte Kernmaterie, die in der Kollision entsteht. Der Vergleich der Charakteristiken von Jets aus Kernkollisionen mit solchen aus Proton-Proton-Zusammenstößen bei RHIC hat Eigenheiten der dichten Kermaterie aufgedeckt.
https://www.mpp.mpg.de/forschung/experimental/star/index.html


ZEUS

ZEUS ist der zweite große Teilchendetektor am Teilchenbeschleuniger HERA am Forschungszentrum DESY in Hamburg. Mit ZEUS wird zum einen die Struktur des Protons untersucht. Zum anderen dient ZEUS, um Fragen zur Wechselwirkung zwischen Teilchen zu beantworten. Außerdem wird mit ZEUS nach einer Physik gesucht, die jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik liegt.
https://www.mpp.mpg.de/forschung/experimental/zeus/index.html




Sonstige Kooperationen



BMBF-Leitprojekt Proteom-Analyse des Menschen - Pilotprojekt Autoimmunerkrankungen

Entwicklung und Anwendungen von kryogenen Kalorimetern, eines neuartigen Detektortyps mit exzellenter Sensitivität für den Nachweis schwach ionisierender Partikel, zur Messenspektrometrie von schweren Biomolekülen
München
Partner: Universität Rostock, Ruhr-Universität Bochum, Universität Greifswald, DKFZ Heidelberg, Universität Konstanz


QCD im Übergangsbereich von perturbativem zu nichtperturbativem Verhalten

Vorstudien für ein Experiment zur Untersuchung der Quantenchromodynamik im Übergangsbereich von perturbativem zu nicht-perturbativem Verhalten


Sonderforschungsbereich SFB-375 Astroteilchenphysik

Experimentelle und theoretische Forschungsarbeiten zur Untersuchung aktueller, interdisziplinärer Fragestellungen auf dem Gebiet der Astroteilchenphysik. Schwerpunkte: Neutrinos in der Astroteilchenphysik, Dunkle Materie im Universum
München
Partner: Technische Universität München, Ludwig-Maximilians-Universität München, Max-Planck-Insitut für Astrophysik

drucken Druckversion topPfeil Top
© 2016, MPI für Physik, München Impressum