Helmholtz Forschungsakademie - Hessen für FAIR

Atome und Plasmen
ESR

Atome und Plasmen

Die interdisziplinäre Forschung von APPA (Atomic Physics, PlasmaPhysics, and Applied Research) untersucht Materie unter extremen Bedingungen.

Dies umfasst enorm hohe Drücke und Temperaturen sowie extreme elektrische und magnetische Felder, aber auch den
Einsatz von Teilchenstrahlen in der Materialforschung und der medizinischen Physik.

Schwere hochgeladene Ionen wie sie nur an GSI/FAIR für Experimente zur Verfügung stehen, erlauben es die bekannten Naturgesetze unter dem Einfluss extrem starker elekrischer und magnetischer Felder zu überprüfen, wie sie beispielsweise an der Oberfläche von Neutronensternen auftreten. Für solche Untersuchungen stehen zwei Speicherringe bei GSI/FAIR zur Verfügung. Außerdem werden neuartige atomphysikalische Methoden entwickelt, um die Messgenauigkeiten wesentlich zu verbessen. Ultimativ sollen in Zukunft selbst schwerste Ionen in höchsten Ladungszuständen bis auf Temperaturen
nahe am absoluten Nullpunkt bei -273 °C abgekühlt und in einer Falle mit einer Größe von etwa einer Espressotasse eingefangen werden. Darin können die Eigenschaften dieser Ionen mit bislang nie dagewesener Präzision studiert werden.

Mit dem PHELIX Laser hat die Plasmaphysik einen der weltweit stärksten Laser an GSI/FAIR im Einsatz. In Kombination mit den
Schwerionenstrahlen lassen sich an GSI/FAIR besonders dichte Plasmen, wie sie im Inneren von Planeten und Sternen auftreten, erzeugen und untersuchen. Auch der Einsatz starker Laserfelder für die Entwicklung kompakter Ionenbeschleuniger ist eines der Forschungsfelder in HFHF. 

Teams der Biophysik und Materialforschung machen sich die Wirkung  von Ionenstrahlen in Zellen und in Festkörpern zunutze. Neben dem medizinischen Einsatz erforschen sie beispielsweise auch wie sich Zellen unter kosmischer Strahlung verändern und welche Materialien die extremen Bedingungen im Weltall am besten aushalten. 

Persönlichkeiten

Ausgewählte Projekte aus diesem Forschungsschwerpunkt

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