Goethe-Universität triumphiert: Breakthrough Prize für Urknall-Forschung!

Frankfurt am Main, Deutschland - Der Breakthrough Prize in Fundamental Physics 2023 wird an die vier großen Kollaborationen am CERN verliehen, darunter die Projekte ALICE, ATLAS, CMS und LHCb. Dies wurde am 14. April 2025 bekannt gegeben. Die Auszeichnung ist mit 3 Millionen US-Dollar dotiert und honoriert herausragende Forschungsarbeiten in den Bereichen Biowissenschaften, Grundlagenphysik und Mathematik. Die Preisverleihung fand am 5. April in Los Angeles statt, wo führende Wissenschaftler des CERN für ihre innovativen Beiträge in der Teilchenphysik honored wurden. Unter diesen befinden sich auch prominente Physiker der Goethe-Universität, die eine entscheidende Rolle im ALICE-Projekt spielen.

Insbesondere die Arbeiten von Prof. Harald Appelshäuser, Prof. Volker Lindenstruth und Prof. Ivan Kisel haben maßgeblichen Einfluss auf die Erforschung des Quark-Gluon-Plasmas, einem fundamentalen Zustand der Materie, der direkt nach dem Urknall existierte. Diese wissenschaftlichen Bemühungen fördern das Verständnis von Materie in ihren extremsten Formen und tragen zur Klärung der grundlegenden Fragen der Physik bei. Die ALICE-Kollaboration wird für ihre Fähigkeit, Kollisionen schwerer Ionen zu untersuchen und somit die Bedingungen des frühen Universums zu simulieren, besonders gewürdigt.

Forschungsleistungen der ALICE-Kollaboration

Die ALICE-Kollaboration erhält den Breakthrough Prize aufgrund ihrer außergewöhnlichen Leistungen, die auf Daten aus dem LHC Run 2 basieren. Zu den herausragenden Forschungsbeiträgen gehören die präzise Messung der Eigenschaften des Higgs-Bosons und die Untersuchung des Mechanismus, durch den das Higgs-Feld den Elementarteilchen ihre Masse verleiht. Diese Fundamentalforschung erweitert die Grenzen des Verständnisses innerhalb der modernen Teilchenphysik und bietet Einblicke in extrem seltene Teilcheninteraktionen sowie exotische Materiezustände aus den frühesten Momenten des Universums. Darüber hinaus wurden über 72 neue Hadronen entdeckt, die eine Vielzahl von neuen Aspekten der Quantenwelt beleuchten.

Die vielfältigen Experimente am Large Hadron Collider (LHC), besonders die Arbeiten von ALICE, ATLAS und CMS, setzen starke Grenzen für neue Physik jenseits des Standardmodells. Hierbei werden auch Fragestellungen zu Dunkler Materie und Supersymmetrie behandelt. Insbesondere betrachtet ALICE den komplexen Zustand des Quark-Gluon-Plasmas, der nur bei extrem hohen Temperaturen und Dichten existiert und in den ersten Mikrosekunden nach dem Urknall vorherrschte.

Untersuchungen zum Quark-Gluon-Plasma

Ein zentraler Forschungsschwerpunkt der ALICE-Kollaboration ist die Untersuchung gebundener Zustände eines Charm-Quarks und seiner Antimaterie-Gegenstücke innerhalb des Quark-Gluon-Plasmas. Diese Studien sollen Aufschluss darüber geben, wie verschiedene Zustände durch die Eigenschaften des Plasmas beeinflusst werden. Charmonia, die gebundenen Zustände von Charm-Quarks und -Antiquarks, sind dabei besonders aufschlussreich, da ihre Produktion durch Screening im Plasma signifikant unterdrückt wird. Es zeigt sich, dass die Unterdrückung je nach Zustand variiert, was die Komplexität der Wechselwirkungen im Quark-Gluon-Plasma verdeutlicht.

Aktuelle Messungen der ψ(2S)-Produktion zeigen, dass dieser Zustand doppelt so stark unterdrückt wird wie der J/ψ-Zustand, was auf eine klare Hierarchie in der Unterdrückung hinweist und somit neue Erkenntnisse über die Eigenschaften des Quark-Gluon-Plasmas liefert. Diese Entdeckungen eröffnen vielversprechende Möglichkeiten zur weiteren Erforschung der starken Wechselwirkung und der Modifikation von versteckten Charm-Teilchen.

Insgesamt verdeutlicht die Verleihung des Breakthrough Prizes an die vier Kollaborationen am CERN die wegweisenden Fortschritte in der Teilchenphysik und deren enormes Potenzial, die fundamentalen Gesetze des Universums besser zu verstehen. Die Förderung dieser Forschung durch Preisgelder wird nicht nur die wissenschaftliche Gemeinschaft stärken, sondern auch zukünftige Generationen von Physikern inspirieren.

Für weitere Informationen zu den Projekten und der ALICE-Kollaboration, besuchen Sie die Seiten: Puk, ALICE Collaboration und CERN.