Das Universum verstehen - mit SHiP

Die Europäische Organisation für Kernforschung CERN in Genf hat bekannt gegeben, auf der Suche nach bislang unbekannten Elementarteilchen ein neues Experiment namens SHiP (Search for Hidden Particles) durchführen zu wollen. Die Generaldirektorin des CERN, Fabiola Gianotti, betonte bei der Verkündung der neuen Pläne die Bedeutung dieses Vorhabens für das Verständnis des Universums.

„Die Welt der Elementarteilchen und das Verständnis des Kosmos stehen in einem untrennbaren Zusammenhang“, unterstreicht Heiko Lacker von der Humboldt- Universität zu Berlin, der Gründungsmitglied des SHiP-Experiments und zugleich langjähriger Sprecher der sechs Forschungsgruppen in Deutschland ist, die zur SHiP-Kollaboration gehören. Mit dem SHiP-Experiment streben die Forscherinnen und Forscher Antworten auf grundlegende Fragen sowohl im Mikro- als auch im Makrokosmos an.

Physikerinnen und Physiker der Humboldt-Universität zu Berlin, der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg und der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, die an der SHiP-Kollaboration beteiligt sind, testen derzeit einen Prototyp des Surrounding Background Taggers für das SHiP-Experiment am CERN. Der finale Detektor für das Experiment wird mehr als 200 Mal so groß sein. Foto: Annika Hollnagel

„Unser Verständnis der Welt in ihren kleinsten Bestandteilen ist noch immer lückenhaft“, erklärt Caren Hagner, Professorin an der Universität Hamburg. „Viele Modelle zur vollständigen Beschreibung des Universums sagen die Existenz neuer Teilchen voraus, die bislang unserer Entdeckung entgangen sind. Es ist an der Zeit, sie zu finden.“

Ein herausragendes Merkmal des SHiP-Experiments liegt darin, dass der gesamte Teilchenstrahl, der zuvor durch einen Teilchenbeschleuniger auf nahezu Lichtgeschwindigkeit gebracht wurde, auf ein massives Zielobjekt gerichtet wird. Dadurch wird eine signifikante Anzahl neuer Teilchen erzeugt. Dieser alternative Ansatz ermöglicht eine höhere Anzahl von Teilchenreaktionen, was wiederum sehr seltene Prozesse zugänglich macht.

Universitäten in Deutschland wie die Humboldt-Universität zu Berlin, die Universitäten Freiburg, Hamburg, Mainz und Siegen sowie das Forschungszentrum Jülich haben bedeutende Vorarbeiten für das Experiment geleistet.
Ein Schlüsselelement ist der Surrounding Background Tagger, ein riesiger Teilchendetektor, der dazu dient, unerwünschte Untergrundereignisse im SHiP-Experiment zu identifizieren. Dieser Detektor, der die Außenfläche von SHiP abdeckt, wurde von deutschen Forschungsgruppen vorgeschlagen und entwickelt.

„Unser Ziel ist es, mit dem SHiP-Experiment das weltweit empfindlichste Instrument seiner Art zu schaffen“, erklärt Michael Wurm, Professor an der Universität Mainz. „Durch innovative Technologien und sorgfältige Planung sind wir zuversichtlich, dass SHiP ein enormes Entdeckungspotential birgt.“

Der ambitionierte Zeitplan sieht vor, dass das Experiment bis 2027 im Detail geplant wird, gefolgt von der Konstruktion und dem Aufbau. Im Jahr 2031 sollen dann erste Daten bei dem Experiment aufgezeichnet werden.
„Die deutschen Forscherinnen und Forscher sind stolz darauf, Teil dieses wegweisenden Experiments zu sein“, hebt Marc Schumann, Professor an der Universität Freiburg, hervor. „Die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Universitäten und nationalen und internationalen Forschungseinrichtungen zeigt das enorme Potenzial, das in der deutschen Wissenschaft steckt.“ Aufgrund ihrer umfangreichen Vorarbeiten befinden sich die deutschen Forscherinnen und Forscher in einer idealen Ausgangsposition, um eine tragende Rolle bei der Realisierung dieses zukunftsweisenden Projekts zu übernehmen.

Dies ist eine Nachricht der Humboldt-Universität zu Berlin