Am 5. April 2025 wurde in Los Angeles der prestigeträchtige „Breakthrough Prize in Fundamental Physics“ verliehen, eine Auszeichnung, die die herausragenden Leistungen in der Teilchenphysik würdigt. Über 50 Forscher der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) gehören zu den Preisträgern. Dies geht aus einem Bericht der Universität Mainz hervor.
Die ATLAS-Kollaboration am Large Hadron Collider (LHC) des CERN war eine der Hauptempfängerinnen des Preises. Gemeinsam mit den Experimenten ALICE, CMS und LHCb wird die Auszeichnung in Anerkennung ihrer signifikanten Forschungsergebnisse vergeben. Diese Forschung umfasst entscheidende Messungen des Higgs-Bosons und das Studium der Materie-Antimaterie-Asymmetrie.
Forschungsprojekte der JGU
Die Mainzer Gruppe hat maßgeblich zum Bau, Upgrade und Betrieb des ATLAS-Detektors beigetragen. Dazu gehören Entwicklungen wie Hochgeschwindigkeitselektronik und Detektoren zur Myonen-Detektion. Während der zweiten Betriebsperiode des LHC von 2015 bis 2018 hat die JGU führende Beiträge zu Studien über die Wechselwirkungen des Higgs-Bosons geleistet.
Für die kommende dritte Betriebsperiode des LHC plant die ATLAS-Kollaboration neue Entwicklungen. Hierzu zählen der Bau neuer Triggerelektronik sowie eines Hochgranularitäts-Timing-Detektors, der die Kollisionsraten verzehnfachen soll. Dieser neue Detektor wird voraussichtlich 2030 in Betrieb genommen.
Internationale Zusammenarbeit und Ausblick
Die ausgezeichneten Forschungsprojekte, zu denen auch das ALICE-Experiment gehört, werden von Tausenden von Forschern aus über 70 Ländern unterstützt. Fabiola Gianotti, Generaldirektorin von CERN, äußerte großen Stolz über die Leistungen der LHC-Kooperationen. Der Preis bezieht sich insbesondere auf Arbeiten, die bis Juli 2024 während des LHC Run-2 gesammelt wurden, und würdigt die Entdeckung neuer stark wechselwirkender Teilchen sowie das Studium seltener Prozesse.
Das Preisgeld von drei Millionen US-Dollar, das von der Breakthrough Prize Foundation angekündigt wurde, wird an die CERN & Society Foundation gespendet. Es soll verwendet werden, um Stipendien für Doktoranden aus den Mitgliedsinstituten der Kooperationen zu finanzieren. Diese Stipendien zielen darauf ab, internationale Erfahrung zu sammeln und Wissen in die Herkunftsländer zurückzubringen.
Die LHC-Experimente, einschließlich ATLAS und CMS, haben die Grenzen des Wissens in der fundamentalen Physik erheblich erweitert. Sie sind entscheidend für das Verständnis der Struktur des Universums und könnten Grundlage für künftige Entdeckungen bilden. Ab 2030 wird der LHC im Rahmen des High-Luminosity-Upgrades leistungsfähiger, was noch tiefere Einblicke in die Geheimnisse des Universums verspricht. Dies wurde auch von der CERN hervorgehoben.
Weitere Experimente wie ALICE, das das Quark-Gluon-Plasma untersucht, und LHCb, das Unterschiede zwischen Materie und Antimaterie erforscht, tragen zur tiefen Erkenntnis in der Teilchenphysik bei und sind umfangreiche Projekte, die die Wissenschaft voranbringen. Der Zukunftsorientierte Ansatz, wie der geplante Future Circular Collider, erfordert jedoch einen kollektiven Einsatz aller unterstützenden Länder, um weiterführende Forschungen zu ermöglichen und das Wissen über unser Universum zu erweitern.
