Ziel
des Projekts EUSTRONG ist es, die Starke Wechselwirkung, eine der vier
Grundkräfte der Natur, im Universum zu erforschen. Die Starke
Wechselwirkung ist verantwortlich für das Zusammenhalten von Neutronen
und Protonen im Atomkern und für das Verständnis der dichtesten
beobachtbaren Materie im Inneren von Neutronensternen. Außerdem spielen
Atomkerne eine Schlüsselrolle für den Nachweis von dunkler Materie und
bei der Erforschung der leichtesten Neutrino-Teilchen. EUSTRONG wird mit
der Entwicklung innovativer Theorien und Methoden neue Entdeckungen in
der Physik der Starken Wechselwirkung ermöglichen.
Die
Zustandsgleichung dichter Kernmaterie setzt zum Beispiel das Maß für
die Masse und die Größe von Neutronensternen. Bei extremen Dichten
jenseits derjenigen, die in Atomkernen erreicht werden, sind
astrophysikalische Beobachtungen besonders interessant. So können aus
LIGO/Virgo Beobachtungen von Gravitationswellen beim Verschmelzen von
Neutronensternen sowie aus neuen Beobachtungen mit dem NICER-Instrument
der NASA auf der internationalen Raumstation Informationen über den
Radius von Neutronensternen gewonnen werden, der sensitiv auf hohe
Dichten ist.
„Bisher passt das sehr
gut mit unserem Verständnis über die Zustandsgleichung von Kernmaterie
überein“, erklärt Professor Schwenk. „Mit EUSTRONG wollen wir nun
erstmals aus diesen astrophysikalischen Beobachtungen direkte
Einschränkungen auf die Wechselwirkungen in dichter Materie ableiten und
so eine einheitliche Beschreibung der Materie in Kernen und Sternen
entwickeln.“
Ein weiterer
Meilenstein des ERC-Projekts ist die Beschleunigung von
Vielteilchenrechnungen mit neuen Emulations- und Netzwerk-Methoden, um
systematisch und global ab initio Rechnungen basierend auf der Starken
Wechselwirkung für schwere Kerne zu ermöglichen. Dabei liegt ein Fokus
auf extrem neutronenreichen schweren Kernen (um die Neutronenzahl 126),
die für die Elemententstehung im Universum eine zentrale Rolle spielen.
In diesem Bereich wird die zukünftige Beschleunigeranlage FAIR (Facility
for Antiproton and Ion Research) in Darmstadt führend sein.
Mit
den neuen Entwicklungen wollen Professor Schwenk und sein Team dann
auch Schlüsselkerne untersuchen, die in extrem sensitiven Detektoren zum
Nachweis dunkler Materie benutzt werden oder für die Entdeckung der
kohärenten Neutrino-Streuung verwendet werden, die vor kurzem erstmals
gelungen ist. Auf der Suche nach dunkler Materie im Universum und neuer
Physik jenseits des Standardmodells spielt die Starke Wechselwirkung so
auch eine wesentliche Rolle.
„Die
erneute Auszeichnung durch den ERC unterstreicht, wie herausragend die
Forschungsleistungen von Professor Achim Schwenk sind“, betont
Professorin Barbara Albert, Vizepräsidentin für Forschung und
wissenschaftlichen Nachwuchs der TU Darmstadt. Besonders freut sich
Professor Schwenk im neuen EUSTRONG Team mit exzellenten jungen
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zusammenzuarbeiten, „denn die
Bedingungen in der Kernphysik sind hier einzigartig und die Studierenden
und Postdocs sind super“.
Pressemitteilung der TU Darmstadt