Johannes Gutenberg-Universität Mainz und US-amerikanisches Forschungszentrum Fermilab planen gemeinsame Berufung

Neue Professur soll internationale Neutrinoforschung stärken

Forscherinnen und Forscher am Exzellenzcluster PRISMA+ der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) sind seit vielen Jahren sehr erfolgreich in der Neutrinoforschung tätig und an vielen wichtigen Großexperimenten wie IceCube am Südpol, Borexino im italienischen Gran Sasso Labor und JUNO in China beteiligt. Auch das nächste große Neutrinoexperiment DUNE am Fermilab in Chicago wollen sie maßgeblich mitgestalten und sind dabei nun einen wichtigen Schritt vorangekommen: Verantwortliche von JGU und Fermilab haben eine Vereinbarung zur gemeinsamen Berufung einer international renommierten Forscherpersönlichkeit unterzeichnet.

Diese soll das Forschungsprogramm in der Neutrinophysik am Exzellenzcluster PRISMA+ stärken und eine deutsche Beteiligung an DUNE vorantreiben. Es ist die erste Vereinbarung dieser Art, die Fermilab mit einer deutschen Universität abgeschlossen hat.

„Dieser Erfolg unterstreicht einmal mehr das große Renommee und die exzellente Forschungsqualität des Exzellenzclusters PRISMA+ unserer Universität und bestätigt auf diese Weise die internationale Positionierung der Mainzer Physikerinnen und Physiker“, erklärt der Präsident der JGU, Prof. Dr. Georg Krausch. „Die JGU hat eine große Tradition in der der Teilchenphysik“, sagt Fermilab Direktor, Prof. Dr. Nigel Lockyer. „Wir freuen uns sehr, dass die nun zu besetzende gemeinsame Professur die Verbindung zwischen unseren beiden Institutionen weiter stärken wird.“

Neutrinos zählen zu den häufigsten in der Natur vorkommenden Teilchen. Dennoch ist erst sehr wenig über diese mysteriösen Partikel und ihre Rolle im Universum bekannt. Die Forscher vermuten, dass Neutrinos eine Schlüsselrolle spielen, um zu verstehen, warum Materie existiert und wie ein explodierender Stern zu einem schwarzen Loch kollabiert. Das berühmte Fermi National Accelerator Laboratory – kurz Fermilab – ist das nationale Forschungslabor für Teilchen- und Hochenergiephysik der USA. Beim Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) arbeiten mehr als 1.000 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus mehr als 30 Ländern zusammen.

Hier werden künftig Neutrino- und Antineutrinostrahlen 1.300 Kilometer weit durch die Erde geschickt. So wollen die Forscherinnen und Forscher herausfinden, ob Neutrinos dafür verantwortlich sind, dass es im Universum so viel mehr Materie als Antimaterie gibt. Die Teilchenstrahlen werden am Teilchenbeschleuniger des Fermilab erzeugt und gelangen direkt durch das Erdreich zu den riesigen unterirdischen Detektoren der „Sanford Underground Research Facility“ in South Dakota. Ein Tunnel ist hierfür nicht nötig. Zurzeit laufen die Vorbereitungen zur Ausgrabung von 800.000 Tonnen Gestein: In den so entstehenden riesigen Höhlen werden später Detektoren untergebracht.

„Wir hoffen, dass die Mainzer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ihre innovativen Detektorkonzepte beim Bau des sogenannten DUNE Near Detector einbringen werden. Mithilfe dieses Detektors wollen wir den Neutrinostrahl analysieren, bevor wir ihn auf die 1.300 Kilometer lange Reise schicken“, sagt DUNE Sprecher Prof. Dr. Stefan Söldner-Rembold von der englischen University of Manchester. „Das ist wichtig, um die Daten zu verstehen, die die Neutrinos bei ihrer Ankunft in South Dakota produzieren.“

Der/die neu zu berufende Neutrinoforscher/in wird primär in Mainz am Exzellenzcluster PRISMA+ forschen.  Längere Forschungsaufenthalte am Fermilab sind dabei vorgesehen.