Teilchendetektoren: Die Jagd nach dem Quark-Gluon-Plasma

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Teilchendetektoren: Die Jagd nach dem Quark-Gluon-Plasma

Schießt man die Kerne von Bleiatomen mit großer Energie aufeinander, entstehen im resultierenden Feuerball tausende neue Teilchen. Sie verraten den Forschern des ALICE-Experiments am Teilchenbeschleuniger LHC, was im Innersten der Materie vor sich geht – und enthüllen, wie das Universum kurz nach dem Urknall aussah.

Johanna Stachel und Peter Braun-Munzinger

Die Jagd nach dem Quark-Gluon-Plasma — © Michael Hoch, CERN (Ausschnitt)

Am 8. November 2010 kurz nach 11 Uhr ist es so weit. Zum ersten Mal herrschen im Beschleuniger LHC stabile Bedingungen für Kollisionen von Bleikernen: Die Teilchenstrahlen sind so fokussiert, dass sie mit konstanter Rate aufeinanderprallen. Das ist das Signal für die Experten im Kontrollraum des ALICE-Experiments, ihre empfindlichen Messinstrumente einzuschalten. Wenige Minuten später startet die erste Messkampagne, bei der wir Kollisionen von schweren Atomkernen studieren können. Als sie vier Wochen später endet, wurden Daten für etwa 20 Millionen solcher Kollisionen registriert, gespeichert, an Rechenzentren in aller Welt verschickt und von den Wissenschaftlern des ALICE-Teams einer ersten Analyse unterzogen. Schon zu diesem Zeitpunkt haben internationale Fachzeitschriften erste Ergebnisse zur Veröffentlichung akzeptiert.

Der LHC (Large Hadron Collider) am europäischen Teilchenforschungszentrum CERN bei Genf ist der weltweit größte Beschleuniger. In seinem 27 Kilometer langen Ringtunnel prallen gegenläufige Teilchenstrahlen bei bisher unerreichten Energien und Intensitäten aufeinander...

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Johanna Stachel und Peter Braun-Munzinger

Johanna Stachel ist Professorin für Experimentalphysik an der Universität Heidelberg und seit 2006 Sprecherin des Forschungsschwerpunkts ALICE des Bundesforschungsministeriums. Sie gehört unter anderem der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften an. Ebenso wie Peter Braun-Munzinger kehrte sie für das ALICE-Experiment 1995 von der Stony Brook University im US-Bundesstaat New York nach Deutschland zurück. Seither koordiniert sie die deutschen Beiträge für ALICE und verantwortet den Übergangsstrahlungsdetektor. Ab April 2012 wird sie Präsidentin der Deutschen Physikalischen Gesellschaft sein. Peter Braun-Munzinger ist Professor an der TU Darmstadt, leitender Wissenschaftler beim Darmstädter GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und Direktor des dortigen ExtreMe Matter Institute (EMMI) sowie Senior Fellow am Frankfurter Institute for Advanced Science. Der Schwerionenphysiker ist insbesondere für die Zeitprojektionskammer des ALICE-Experiments verantwortlich.

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Aamodt, K. et al. (ALICE Collaboration): Centrality Dependence of the Charged-Particle Multiplicity Density at Mid-Rapidity in Pb-Pb Collisions at √sNN = 2.76 TeV. (In: Physical Review Letters 106, S. 032301, 8. 12. 2010)
Aamodt, K. et al. (ALICE Collaboration): Elliptic Flow of Charged Particles in Pb-Pb Collisions at 2.76 TeV. (In: Physical Review Letters 105, S. 252302, 17. 11. 2010)
Aamodt, K. et al. (ALICE Collaboration): Charged-Particle Multiplicity Density at Mid-Rapidity in Central Pb-Pb Collisions at √sNN = 2.76 TeV. (In: Physical Review Letters 105, S. 252301, 17. 11. 2010)
Aamodt, K. et al. (ALICE Collaboration): Suppression of Charged Particle Production at Large Transverse Momentum in Central Pb-Pb Collisions at √sNN = 2.76 TeV. (In: Physics Letters B 696, S. 30 – 39, 5. 12. 2010)
ALICE am CERN (Informationen für die breite Öffentlichkeit)
Forschungsschwerpunkt ALICE (des Bundesforschungsministeriums)
Johanna Stachel (an der Universität Heidelberg)
Peter Braun-Munzinger (am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt)

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