Physik am Samstagmorgen 02.03.2013


WARUM IST ES NACHTS ÜBERHAUPT DUNKEL? - Uralte Fragen an das Universum von kleinen und großen Leuten

Samstag, 02. März 2013 um 9:30 Uhr
im Otto-Hahn-Hörsaal des Instituts (Bibliotheksgebäude)

Jeder, der schon einmal die Gelegenheit hatte, die volle Pracht des Sternenhimmels und der Milchstraße irgendwo auf den Bergen, dem Meer oder in der Wüste zu erleben, wird dieses Staunen über die Unfassbarkeit des Universums sein Leben lang nicht vergessen können und auch die vielen Fragen nicht, die sich damals stellten: Wie viele Sterne gibt es? Wie weit sind sie entfernt? Wie groß, wie alt ist das Universum? Was ist „hinter“ der Welt, wenn sie endlich ist? Was war „vor“ ihrem Anfang, wenn es einen Anfang gab?

Im ersten Teil dieses Vortrags werden wir sehen, wie wir durch Fragen stellen, Nachdenken und sorgfältiges Beobachten, ohne alle modernen Hilfsmittel, die ersten kleinen Schritte auf dem langen Weg zur Beantwortung all dieser Fragen selbst machen könnten. Dies haben uns schon die ersten Naturforscher der Antike, zum Beispiel Eratosthenes und Aristarch, beispielhaft gezeigt. Leider gingen diese Erkenntnisse bis zum Mittelalter weitgehend wieder verloren. Columbus hätte sie auf seiner vermeintlichen Fahrt nach „Indien“ sehr gut brauchen können! Wir werden dann sehen, warum scheinbar triviale Fragen wie „Warum ist es nachts überhaupt dunkel“ eine sehr tiefgründige Bedeutung haben können. Schließlich werden wir, geführt von den großartigen Entdeckungen der neuzeitlichen Astronomie und Astrophysik, zusammen versuchen, die heutigen überwältigenden und unfassbaren Vorstellungen von Größe, Alter und Schicksal des Universums besser zu verstehen.

Programm:

Kurze Begrüßung

Vortrag (Prof. Dr. Fritz Bosch, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Darmstadt)

Imbiss mit Gelegenheit zur Diskussion

Ende ca. 11 - 11:30

Physik am Samstagmorgen 08.12.2012


DIE JAGD NACH DEM HIGGS-BOSON

Samstag, 08. Dezember 2012 um 9:30 Uhr
im Otto-Hahn-Hörsaal des Instituts (Bibliotheksgebäude)

Zur Erklärung der uns umgebenden Materie und der Wechselwirkungen ihrer Bausteine hat die Physik ein einzigartiges und bisher in allen Aspekten mit herausragender Genauigkeit im Experiment bestätigtes theoretisches Modell entwickelt - das "Standard-Modell" der Teilchenphysik. In seinen Grundzügen vor fast 50 Jahren formuliert und mit zahlreichen Nobelpreisen bedacht, fehlte allerdings bis vor kurzem ein ganz wesentlicher Baustein - das von dem Physiker Peter Higgs 1964 eingeführte "Higgs-Boson", das nach der Theorie allen fundamentalen Teilchen seine Masse verleiht. Das Higgs-Boson macht die Theorie vollständig und mathematisch konsistent - kein Wunder, dass Physiker seit langem danach gesucht haben. Erst die neueste Maschine, der Large Hadron Collider (LHC) des CERN, erwies sich als hinreichend leistungsfähig das Higgs-Teilchen aufzuspüren. Derzeit stellt sich nun die Frage, ob das diesen Sommer in den LHC-Daten gefundene und in allen Medien angekündigte "Neue Boson" tatsächlich das lange gesuchte Higgs-Teilchen ist.

Der Vortrag wird nicht nur auf die Physik des Higgs-Teilchens und seine Bedeutung für unser Verständnis des Universums eingehen, sondern auch die technologischen Herausforderungen beleuchten, die für seine Entdeckung zu meistern waren wie die Konstruktion des Beschleunigers und geeigneter Detektoren. Ein entscheidender Aspekt ist zudem die Verfügbarkeit einer leistungsfähigen Infrastruktur zur Verarbeitung, Analyse und weltweiten Verteilung der mit den Detektoren am LHC genommenen Daten - schließlich ist die Higgs-Jagd ein einzigartiges Beispiel einer weltweiten Zusammenarbeit von Physikern aus Hunderten von Instituten.

Der Redner ist selbst aktiv an den laufenden Analysen des CMS-Experiments beteiligt und kann so aus erster Hand über die aktuellen Herausforderungen der Teilchenphysik am größten Beschleuniger der Welt berichten.

Programm:

Kurze Begrüßung (Werner Hofmann)

Vortrag: Die Jagd nach dem Higgs-Boson (Prof. Dr. Günter Quast, Institut für Experimentelle Physik, Karlsruher Institut für Technologie)

Was ist das Higgs-Boson, warum ist es für unser Verständnis des Universums wichtig und wieso hat es so lange gedauert es zu finden? Neben der Bedeutung für die Physik wird der Vortrag auch darauf eingehen, welche technologischen Herausforderungen gemeistert werden mussten, bis dieses Jahr endlich am LHC, dem weltgrößten Beschleuniger, ein neues Teilchen gefunden wurde. Ist dieses nun tatsächlich das lange gesuchte Higgs-Teilchen?
Vortragsfolien als PDF

Imbiss mit Gelegenheit zur Diskussion

Ende ca. 11 - 11:30 Uhr

Physik am Samstagmorgen 17.11.2012


ANTIMATERIE – VOM RAUMSCHIFF ENTERPRISE INS LABOR

Samstag, 17. November 2012 um 9:30 Uhr
im Otto-Hahn-Hörsaal des Instituts (Bibliotheksgebäude)

Seit vielen Jahrzehnten wird Antimaterie von Science-Fiction-Autoren zu vielfältigen Zwecken eingesetzt, vom Raumschiffantrieb bis zur Massenvernichtungswaffe. Weniger bekannt ist, dass echte Antimaterie in Form von Atomen aus Antiteilchen seit einigen Jahren im Labor erzeugt werden kann. Mehrere internationale Forschergruppen am europäischen Kernforschungszentrum CERN in Genf stellen aus den Antiteilchen des Protons und des Elektrons Antiwasserstoffatome her. Ziel der Forschungen ist es, einen möglichen Unterschied in den Eigenschaften von Materie und Antimaterie aufzuspüren, um so das beobachtete Ungleichgewicht zwischen diesen Materiearten im Universum zu erklären. Dieser Abweichung von einer perfekten Symmetrie verdanken wir letztendlich unsere Existenz. In seinem Vortrag wird Herr Kellerbauer einen Überblick über bisherige Antimaterieexperimente geben sowie die besonderen Herausforderungen der geplanten Präzisionsmessungen beleuchten. Seine Doktorandin Elena wird erklären, welche Anstrengungen nötig sind, um das Laserkühlen auch mit negativen Teilchen zu schaffen. Sie wird hiermit Bezug nehmen zu den im Anschluss gezeigten Experimenten aus der Abteilung von Herrn Blaum. 

Programm

Kurze Begrüßung (Werner Hofmann)

Vortrag: Antimaterie zwischen Science und Fiction  (Alban Kellerbauer)
Antimaterie ist aus der Science-Fiction-Literatur nicht mehr wegzudenken. Seit wenigen Jahren kann man sie aber auch wirklich im Labor herstellen. Wir untersuchen die Unterschiede zwischen Materie und Antimaterie, um zu verstehen, warum das Universum fast ausschließlich aus gewöhnlicher Materie besteht.
Vortragsfolien als PDF

Vortrag: Ultrakalte Teilchen in der Falle  (Elena Jordan)
Wie kann man Ionen mit einem Laser kühlen? In diesem Vortrag wird gezeigt, wie es geht und welche besonderen Anstrengungen nötig sind, um das Laserkühlen auch mit negativen Teilchen zu schaffen.

Imbiss mit Gelegenheit zur Diskussion

Laborführungen: Besichtigung von drei Experimenten  (Abteilung Blaum)

  • Einfang und Kühlung von Anionen.
  • Wie schwer ist ein Neutrino?
  • Wie man einzelne Ionen sichtbar macht.

Webseite der Arbeitsgruppe von Alban Kellerbauer

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