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Elementarteilchen
Das Verhalten aller bekannten Elementarteilchen und die zwischen ihnen wirkenden Kräfte beschreibt das Standardmodell der Teilchenphysik.
Jahresrückblicke
Der LHC ist wieder in Betrieb, das James-Webb-Teleskop lieferte erste Bilder und Fusionsforscher erreichten einen Meilenstein. Hier blicken wir auf die Highlights aus dem Jahr 2022 zurück.
Teilchenbeschleuniger
Der LHC ist der derzeit leistungsfähigste Beschleuniger der Welt. Hier bringen Physiker Teilchen bei bisher unerreichten Energien zum Zusammenstoß.
Im Interview berichtet Andreas Hoecker von den Vorbereitungen für die dritte Betriebsphase des Large Hadron Collider.
ATLAS
Das New Small Wheel soll nach der Aufrüstung des Large Hadron Collider besonders durchdringende Teilchen – sogenannte Myonen – nachweisen.
Physikalische Größen
In der 327. Folge berichtet Robert Harlander, was Forscher bisher über das Phänomen „Masse” herausgefunden haben – von Newton über Einstein bis zum Fund des Higgs-Teilchens.
Teilchenphysik
Im Interview berichtet Andreas Hoecker, wie Physiker mit dem ATLAS-Experiment einem bislang ungeklärten Messergebnis nachgingen.
Eine der großen Fragen der Teilchenphysik war lange Zeit, woher die Elementarteilchen ihre Masse bekommen. Mit dem Higgs-Teilchen lässt sich dieses Rätsel lösen.
Im Interview berichtet Joachim Mnich von den physikalischen Durchbrüchen mit Teilchenbeschleunigern und deren Zukunft.
Preise
Der Nobelpreis für Physik wird dieses Jahr zur Hälfte an James Peebles verliehen, zur anderen Hälfte gemeinsam an Michel Mayor und Didier Queloz für ihre „Beiträge zum Verständnis des Universums und des Platzes der Erde im Kosmos“.
Forschung – gefördert vom BMBF
Im Interview berichtet Peter Schleper, warum der CMS-Detektor am Large Hadron Collider die Teilchenspuren künftig noch präziser vermessen kann.
Mithilfe einer Plasmawelle ließen sich Elektronen im Experiment AWAKE auf nur wenigen Metern auf eine Energie von zwei Gigaelektronenvolt beschleunigen.
Higgs-Teilchen
Am Large Hadron Collider gelang es zwei Forscherteams unabhängig voneinander, den Zerfall des Higgs-Teilchens in sogenannte Bottom-Quarks zweifelsfrei nachzuweisen.
Im Teilchenbeschleuniger LHC sollen künftig noch mehr Protonen pro Sekunde aufeinanderprallen. Um die hohen Kollisionsraten zu bewältigen, müssen auch die Detektoren – wie etwa ATLAS – aufgerüstet werden.
Nachrichten in eigener Sache
Die Website von Welt der Physik sieht jetzt nicht nur anders aus, sie hat auch eine neue Struktur – und einige neue Funktionen.
Neue Physik, Dunkle Materie, Higgs-Teilchen – das alles soll der Teilchendetektor ATLAS entdecken. Dafür will ihn der neue Sprecher Karl Jakobs fit machen.
Bis zum Jahr 2018 werden einzelne Komponenten des CMS-Detektors am Teilchenbeschleuniger LHC aufgerüstet und erweitert.
Teilchen
Wie die Bausteine von Atomen miteinander wechselwirken, beschreibt die Quantenchromodynamik. Um die Gleichungen dahinter exakt zu lösen, wenden Physiker einen Trick an.
Es ist das schwerste der sechs bekannten Quarks und stellt Forscher vor viele Rätsel: Warum ist die Masse des Top-Quarks so groß? Wie kann sie präzise gemessen werden, und was bedeutet sie für das Standardmodell?
Haben Physiker am Teilchenbeschleuniger LHC am CERN ein neues Teilchen jenseits des Standardmodells entdeckt? Peter Mättig schätzt im Interview ein, was das für die künftige Physik bedeuten könnte.
Wissenschaftler wollen mit dem Experiment KATRIN die häufigsten Elementarteilchen im Universum vermessen.
Das Jahr neigt sich dem Ende entgegen – höchste Zeit, noch einmal auf einige der physikalischen Ereignisse in 2015 zurückzublicken.
Die Bausteine der Materie und Grundkräfte der Physik sollen an zukünftigen Linearbeschleunigern untersucht werden. Schon jetzt entwickeln deutsche Forschungsgruppen dafür innovative Detektortechnologien.
Das LHCb-Experiment am LHC-Beschleuniger überprüft mathematische Vorhersagen des Standardmodells der Teilchenphysik mit der genauen Vermessung von Teilchenreaktionen.
Eine neue Methode ermöglicht es, effizienter nach exotischen Elementarteilchen zu suchen.
In drei Artikeln schildern Physiker, welche Arbeiten während der Betriebspause am LHC durchgeführt wurden und welche wissenschaftlichen Erkenntnisse man sich in der zweiten Laufzeit erhofft.
LHC-Experiment
Mit dem Fund des Higgs-Bosons sind nun alle Teilchen im Standardmodell der Teilchenphysik nachgewiesen. Es gilt also, neue Physik zu entdecken.
Ein technischer Unfall legte den LHC kurz nach dem Start in 2008 lahm: In den Magneten gespeicherte Energie hatte sich schlagartig entladen.
Von Februar 2013 bis März 2015 reparierten und optimierten Wissenschaftler und Ingenieure den Beschleuniger für die zweite Laufzeit.
ATLAS und CMS, die beiden großen Experimente am LHC, wurden in der Betriebspause auf höhere Protonenenergien und Kollisionsraten vorbereitet.
Welchen Energieverbrauch hat der LHC? Wie schnell sind die Protonen im LHC? Kurz und prägnant finden Sie hier Antworten auf viele Fragen zum LHC.
Das ALICE-Experiment am LHC-Beschleuniger ist dem Quark-Gluon-Plasma auf der Spur, einem Materiezustand aus der Frühzeit des Universums.
Mit einer neuen Komponente im ATLAS-Detektor messen Teilchenphysiker so nah wie nie zuvor am Kollisionspunkt.
Die Projektförderung des BMBF im Rahmen der Verbundforschung bildet gewissermaßen die Brücke zwischen dem Bau eines Großgeräts und dessen Nutzung.
Vom 3. bis 9. Juli findet in Valencia das größte internationale Treffen der Hochenergiephysik statt. Norbert Wermes von der Universität Bonn berichtet von dort über den Status des Higgs-Teilchens und die zukünftige Forschung am LHC.
Vor gut fünfzig Jahren schlugen Robert Brout, François Englert und Peter Higgs ein völlig neues Prinzip vor, um die Masse von Elementarteilchen zu erklären.
Podcast
Schwerpunkt: Werner Heil von der Universität Mainz über Messungen der Neutronenlebensdauer, die sich bisher nicht in Einklang bringen lassen || Nachrichten: Astronomen entdecken enges Trio aus Schwarzen Löchern | Zerfall des Higgs in Fermionen…
Am LHC haben Physiker den direkten Zerfall des Higgs-Teilchens in zwei Fermionen nachgewiesen – im Einklang mit dem Standardmodell der Teilchenphysik.
Wissenschaftler verbessern Genauigkeit der gemessenen Teilchenenergie – übereinstimmend mit Prognosen des Standardmodells.
Physiker simulieren die effektive Masse von Elektronen und Positronen, die beim spontanen Zerfall des Vakuums entstehen.
Spezial: Peter Mättig von der Bergischen Universität Wuppertal über den Higgs-Mechanismus und dessen experimentelle Bestätigung am LHC
Preis geht an Francois Englert und Peter Higgs für die Entwicklung des Higgs-Mechanismus.
Alle Teilchen, die sich aus Quarks zusammensetzen, bezeichnet man als Hadronen. Deren Eigenschaften geben Physikern noch immer Rätsel auf.
Bei der Suche nach einer Erklärung dafür, „was die Welt im Innersten zusammenhält“, wurden nicht nur neue Strukturen der Materie, sondern auch bislang unbekannte Kräfte entdeckt.
Trotz der vielen Erfolge weist das Standardmodell auch einige Schönheitsfehler auf. Deshalb sehen die meisten Physiker es nur als eine Stufe auf dem Weg zu einer noch umfassenderen Theorie.
Die sogenannte Eichsymmetrie spielt eine tragende Rolle im Standardmodell. Wissenschaftsphilosophen fragen sich, ob sie wirklich eine Eigenschaft der Natur ist oder vielleicht nur in unseren Gleichungen existiert.
Die Entdeckung eines unbekannten Teilchens im Juli 2012 treibt nicht nur die Suche nach neuen Theorien voran – sie wirft auch interessante wissenschaftstheoretische und philosophische Fragestellungen auf.
Die Suche nach supersymmetrischen Teilchen blieb bislang erfolglos. Trotzdem geben Physiker die Hoffnung nicht auf, die Supersymmetrie in den kommenden Jahren doch noch zu bestätigen.
Schwerpunkt: Lisa Kaltenegger vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg über die Suche nach einer zweiten Erde || Nachrichten: Neues vom Higgs || Veranstaltungen: Berlin | Regensburg | Hannover
Schwerpunkt: Christoph Hugenschmidt von der TU München über das Positron als nanoskopisches Sondenteilchen, mit dem man selbst einzelne fehlende Atome in einem Kristall nachweisen kann || Nachrichten: Higgs-Daten lassen nicht mehr als zwölf…
Forscher beobachen Einfang von Myonen in einem Atom und bestimmen damit Konstante aus der Teilchenphysik.
Entdeckung des neuen Teilchens macht es extrem unwahrscheinlich, dass eine vierte Generation von elementaren Materieteilchen existiert.
Mit einem neuen Online-Magazin richtet sich die junge DPG an Schülerinnen und Schüler – sowohl als Leser als auch als Autoren. Kooperationspartner ist Welt der Physik.
Kerstin Tackmann vom Forschungszentrum DESY in Hamburg sucht mit ihren Kollegen im ATLAS-Experiment am LHC nach dem Higgs-Teilchen.
Jeannine Wagner-Kuhr vom Karlruhe Institut für Technologie arbeitet am CMS-Experiment am LHC. Auch ihre Gruppe trug zum Fund des neuen Teilchens bei.
Neues Teilchen bei 125 GeV in ATLAS und CMS gefunden.
1964 schlugen Wissenschaftler einen Mechanismus vor, nach dem ein bislang hypothetisches Elementarteilchen allen anderen Teilchen ihre Masse verleiht. Wird diese fast fünfzig Jahre alte Idee bald Realität?
Klaus Desch von der Universität Bonn erklärt, wie das Higgs-Boson anderen Teilchen Masse verleihen könnte. Der Beitrag war in der 13. Folge des Podcasts von Welt der Physik zu hören, erschienen am 12. Januar 2009.
Schwerpunkt: Klaus Desch über den Higgs-Mechanismus || Nachrichten: Abstoßender Casimir-Effekt | Klimawandel keine natürliche Schwankung | Kosmos strahlt im Zentimeterbereich sehr hell
Dirk Soltau vom Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik über die ungewöhnlich lange Ruhephase der Sonne || Nachrichten: Exotische Variante des Higgs-Teilchens ausgeschlossen | Indizien gegen Dunkle Materie | Neues Verfahren für die…
Archiv
Im Frühjahr 2012 häufen sich die Ergebnisse bei der Suche nach erdähnlichen extrasolaren Planeten.
Es gibt überzeugende Hinweise, dass das Standardmodell der Teilchenphysik eines Tages überholt werden muss. Die Physiker haben bereits Konzepte für die Zukunft parat.
Das Standardmodell der Teilchenphysik beschreibt alle bekannten Elementarteilchen sowie deren Wechselwirkungen. Doch es sind noch einige Fragen offen.
Alljährlich verleiht die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften in Stockholm den Physiknobelpreis. Hier stellen wir die Preisträger der vergangenen Jahre vor.
Bei der Suche nach dem, was die Welt im Innersten zusammenhält, stießen Forschende in immer kleinere Dimensionen vor, entdeckten neue Teilchen und bislang unbekannte Kräfte.
Aktuell sammeln Forscher Daten auf der Suche nach dem Higgs-Boson, das bisher nur in der Theorie existiert, aber eine wichtige Rolle im Standardmodell spielt.
CMS-Kollaboration am LHC veröffentlicht erste Ergebnisse: Vierte Generation von Elementarteilchen scheint unwahrscheinlich.
Der Teilchenbeschleuniger am CERN wird Ende 2011 nur für kurze Zeit abgeschaltet - Betrieb mit höheren Energien erst für die kommenden Jahre geplant.
Aus der Teilchenphysik könnten Antworten auf Fragen zur Dunklen Materie und Dunklen Energie kommen.
Physik im Spielfilm
Im Vatikan erklärt die Physikerin Vittoria Vetra die Gefahr der Antimaterie. Wir betrachten die etwa einminütige Szene im Detail und beschreiben, welche Physik dahinter steht.
Seit Peter Higgs und Kollegen 1964 das Higgs-Boson postulierten, sucht die Physik nach dem Teilchen.
Es ist das größte Experiment der Welt - die Jagd auf das Higgs beginnt
Das Wissen über das Allerkleinste konnte harten Tests bisher oft standhalten, aber noch sind zahlreiche Frage offen. Der LHC wird helfen, einige davon zu beantworten.
Bei CMS handelt es sich um einen Vielzweck-Detektor, mit dem die Teilchen, die bei den Kollisionen der Protonen entstehen, besonders gut und umfassend vermessen werden können.
Kompakt und massiv: Das Experiment CMS am LHC sucht nach neuer Physik und stellt unser Verständnis der Welt des Allerkleinsten auf die Probe.
Welt der Physik sprach mit Rolf-Dieter Heuer, der am 1. Januar 2009 den Chefposten am CERN übernahm.
ATLAS sucht nach dem Ursprung der Teilchenmasse und neuer Physik jenseits des Standardmodells.
Quadrupolmagnete, CP-Verletzung oder Higgs-Teilchen, immer wieder tauchen im Zusammenhang mit dem LHC Fachbegriffe auf, die wir hier im Glossar erklären.
Schon in den 1980er Jahren entstand die Idee, den LHC zu bauen. Im Jahr 1994 begann die Realisierung. Hier finden Sie die wichtigsten Etappen seitdem.
Technik
Zu den größten Nutzern des Grid-Computings zählen die Experimente am Teilchenbeschleuniger LHC, dessen gewaltige Datenmengen ab 2008 auszuwerten sind.
Staatssekretär Meyer-Krahmer: "Mehr deutsche Wissenschaftler an europäischer Nobelpreisschmiede"
Freiburger Professor Karl Jakobs tritt am Cern in Genf sein Amt als "Physics Coordinator" am weltgrößten Detektor für Elementarteilchen an
VolkswagenStiftung fördert Forschungsarbeiten an der Göttinger Fakultät für Physik
Universum
Müsste die Dunkle Materie nicht auch mit Teilchendetektoren nachweisbar und vielleicht sogar an großen Teilchenbeschleunigern künstlich herstellbar sein?
Prof. Karlheinz Meier: "Die größten Experimente, die die Menschheit je gemacht hat" - Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert Grundlagenforschung in der Teilchenphysik an der Heidelberger Ruprecht-Karls-Universität
Physiker stellen Komponenten für größten Teilchenspurdetektor fertig
CERN-Beirat verkündet Zeitplan für den Large Hadron Collider (LHC)
Rund 500 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler treffen sich vom 28. bis zum 31. März 2006 an der Universität Dortmund, um über neueste Forschungsergebnisse der Teilchenphysik und die philosophischen Aspekte ihrer Arbeit zu diskutieren.
Das nächste große Zukunftsprojekt der Teilchenphysik ist der internationale Linearcollider ILC – ein gewaltiger Linearbeschleuniger.
Der ILC wird es erlauben, Fragen zur Natur von Materie, Energie, Raum und Zeit sowie zur Dunklen Materie und Energie und zu Extra-Dimensionen zu untersuchen.
Der LHC befindet sich am europäischen Teilchenphysikzentrum CERN bei Genf. Er wird die Teilchenphysik der nächsten zehn bis zwanzig Jahre prägen.
Das Standard-Modell, die rund dreißig Jahre alte Sammlung der Erkenntnisse über die Teilchenwelt galt lange als ungeschlagen. Aber ein Teilchen ist flüchtig.
An den Experimenten ALICE, ATLAS, CMS und LHCb gehen Wissenschaftler offenen Fragen der Teilchenphysik nach.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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