Warum sind wir so schwer wie wir sind?

Published on October 25, 2016

Wie funktioniert ein TeilchenbeschleunigerI. Wie funktioniert ein Teilchenbeschleuniger?
Der Physiker Jens Stadlmann entwickelt Beschleuniger bei GSI, dem Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt. Hier steht ein Teilchenbeschleuniger mit ganz besonderen Fähigkeiten.

Wie findet man neue Elemente?

II. Wie entdeckt man neue Elemente?
Der Physiker Sigurd Hofmann zeigt, wie man mit einem Beschleuniger neue chemische Elemente finden kann, die es so vielleicht nur im Labor geben kann.

III. Sternenstaub aus der Supernova
Das Leben auf unserer Erde basiert auf rund 90 Elementen. Fast alle Elemente sind einmal im Inneren von Sternen und bei Sternexplosionen, sogenannten Supernovae entstanden. Was dabei in Sternen auf atomarer Ebene geschieht, will der Physiker Karlheinz Langanke in Damstadt herausfinden..

IV. Neutronensterne und das Quark-Gluon-Plasma
In den sogenannten Neutronensternen vermutet die Wissenschaft eine exotische Suppe aus Atombausteinen: Ein Quark-Gluon-Plasma. Um dieses Phänomen zu verstehen, schafft die Physikerin Tetyana Galatyuk, bei GSI im Labor Bedingungen wie in einem Neutronenstern.

VI. Krebstherapie mit Ionenstrahlen
Der Physiker Robert Kaderka zeigt uns, wie man mit Schwerionen aus einem Beschleuniger Hirntumore zerstören kann.

Schwerionenforschung Teil 5: Objekte in der Natur sind schwerer als sie eigentlich sein sollten. Wie bekommt zum Beispiel ein Proton seine Masse? Die Professorin Concettina Sfienti versucht das herauszufinden. Mit Hilfe von Antimaterie und eines Schwerionen-Beschleunigers an der GSI in Darmstadt

Von Antimaterie und Gluonenbällen

Das Innere eines Protons besteht aus drei sogenannten “Quarks”. Das Proton wiegt aber sehr viel mehr, als die drei Quarks zusammen. Wie kommt das? Gegenwärtig glaubt die Wissenschaft, dass die drei Quarks von einer Art Substanz umgeben ist, den Gluonen. Vielleicht gibt es ja Teilchen, die nur aus Gluonen zusammengesetzt sind. Bislang konnten solche Gluonenbälle noch nicht zweifelsfrei nachgewiesen werden. Das soll künftig mit Experimenten mit Antimaterie, genauer Antiprotonen an der GSI, der Gesellschaft für Schwerionenforschung in Darmstadt, möglich werden.

Um Antimaterie herzustellen, lassen Wissenschaftler hochintensive Strahlen aus Protonen auf eine Zielscheibe prallen. Aus der Energie, die beim Aufprall frei wird, werden neben vielen anderen Reaktionsprodukten Materie und Antimaterie gebildet, die entgegengesetzt geladen sind. Mit einer speziellen Apparatur werden Antiprotonen herausgefiltert. Zum Antrieb von Raumschiffen wie Star Trek kann man diese Antprotonen nicht benutzen. Aber sie sollen helfen, das Rätsel der Gluonenbälle zu lösen.

csm_fair-beschriftet_msv_e_39edb37ee9Die Versuche werden in der Beschleunigeranlage FAIR stattfinden. FAIR ist eine internationale Beschleuniger-Anlage zur Forschung mit Antiprotonen und Ionen, die gegenwärtig gebaut wird. Der Löwenanteil des hierzu benötigten Budgets wird von der Bundesrepublik Deutschland und dem Land Hessen aufgebracht. Die restlichen Anteile werden von Partnerländern aus der ganzen Welt finanziert.Partnerländern aus der ganzen Welt finanziert.

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