Fachverband Teilchenphysik
Der Fachverband Teilchenphysik wurde 1951 gegründet und zählt derzeit beinahe 2500 Mitglieder.
Die Teilchenphysik erforscht die elementaren Bausteine der Materie und die zwischen ihnen wirkenden fundamentalen Kräfte. Ihre bisherigen Erkenntnisse sind im sogenannten Standardmodell der Elementarteilchenphysik zusammengefasst, das eine mathematisch konsistente relativistische Quantenfeldtheorie darstellt. Sie beschreibt die Eigenschaften der Leptonen und Quarks und die elektromagnetischen, schwachen und starken Kräfte zwischen ihnen. Das Standardmodell ist experimentell umfassend und teilweise mit einer Genauigkeit auf Promille-Ebene überprüft und bestätigt worden und stellt einen der bedeutendsten Erkenntnisgewinne unserer Zeit dar.
Ein wesentliches Element des Standardmodells, nämlich der Higgssektor, der für die Erzeugung der Massen der strukturlosen Elementarteilchen verantwortlich ist, hat sich jedoch bisher einer experimentellen Bestätigung entzogen. Die Suche nach Higgsbosonen ist deshalb ein Hauptziel des Experimentierprogramms am Large Hadron Collider LHC bei CERN.
Neben der Klärung des Ursprungs der Masse warten noch weitere fundamentale Fragen auf eine Antwort:
- Was ist der Grund für die Existenz dreier Familien von Leptonen und Quarks?
- Gibt es bisher unbekannte Teilchen und Symmetrien bei sehr hohen Energien?
- Gibt es eine Universalkraft aus der die bekannten fundamentalen Kräfte entspringen?
- Was ist die Natur der Dunklen Materie?
- Was ist der Grund für die Asymmetrie von Materie und Antimaterie im Universum?
- Besitzt die Raumzeit mehr als vier Dimensionen?
- Welche Rolle spielt die Gravitation in der Teilchenphysik?
Die Beantwortung dieser Fragen wird unser Verständnis der Natur und ihrer grundlegenden Gesetzmäßigkeiten einen großen Schritt voranbringen und unser physikalisches Weltbild auf ein neues Fundament stellen. Mit dem LHC steht ein Teilchenbeschleuniger zur Verfügung, von dem wesentliche Fortschritte in einigen dieser Fragen erwartet werden können.
Die Teilchenphysik will die kleinsten Strukturen unserer Welt entschlüsseln. Sie liefert damit zugleich wichtige Grundlagen für das Verständnis der Entstehung und Entwicklung des Universums als Ganzes. In diesem Themenbereich hat sich das neue Forschungsfeld der Astroteilchenphysik etabliert. Große Teleskope zum Nachweis kosmischer Protonen, Photonen und Neutrinos erlauben einen erweiterten Blick ins Universum und Detektoren in Untergrundlabors spüren seltenen Reaktionen wie Kernstößen mit Teilchen der galaktischen Dunklen Materie nach. Das enge Zusammenspiel von Astrophysik, Kosmologie und Teilchenphysik und die Leistungsfähigkeit der modernen Teilchenbeschleuniger, Großteleskope und satellitengestützten Nachweisgeräte rücken die hochgesteckten Ziele in Reichweite.
Hier finden Sie eine Liste aller deutschen Institute, an denen Teilchenphysik betrieben wird.