SFB 1660:  Hadronen und Kerne als Entdeckungsinstrumente

• Fachliche Zuordnung: Physik
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 514321794

Der vorgeschlagene SFB wird einen interdisziplinären Ansatz zur Suche nach neuen physikalischen Phänomenen ermöglichen und unser Verständnis von starken Wechselwirkungsprozessen erheblich schärfen. Durch die Kombination der Bereiche Atom-, Kern- und Hadronenphysik bietet dieses Projekt ein einzigartiges Entdeckungspotenzial entlang dreier Hauptforschungssäulen. In der ersten Forschungssäule stehen Experimente mit niedriger Energie und hoher Intensität im Mittelpunkt der Suche nach neuen Teilchen und Wechselwirkungen jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik. Die Ziele dieser Experimente sind die Suche nach Dunkler Materie und Teilchen eines Dunklen Sektors, die weltweit beste Messung des schwachen Mischungswinkels bei niedrigen Energien und die genaue Untersuchung der derzeit beobachteten Abweichungen des anomalen magnetischen Moments des Myons zwischen Theorie und Experiment. Die zweite Forschungssäule zielt darauf ab, das Verständnis hadronischer Prozesse erheblich zu verbessern, um die Interpretation der nächsten Generation von Long-Baseline-Neutrinoexperimenten und der nächsten Generation von Spektroskopie-Experimenten an myonischen Atomen zu ermöglichen. In beiden Bereichen wird eine um den Faktor zehn genauerer Beitrag aus Hadronen- und Kernphysik gefordert. Die dritte Forschungssäule wird die neuen Entwicklungen im Bereich der Multi-Messenger-Astronomie durch eine neue Generation von Hochpräzisionsexperimenten in der Kernphysik bei niedrigen Energien ergänzen. Diese zielen auf ein quantitatives Verständnis der nuklearen Zustandsgleichung, die Extraktion von Reaktionsraten in Nukleosynthese-Netzwerken und den Fortschritt der Kernphysik durch Hochpräzisionstests in Few-Body-Systemen ab. Die sehr breit gefächerte Expertise in Atom-, Kern- und Hadronenphysik innerhalb dieses SFB wird einen signifikanten Einfluss auf alle oben genannten Forschungsbereiche gleichzeitig ermöglichen. Die herausragenden Möglichkeiten, die durch den neuen lokalen MESA-Beschleuniger, der in Betrieb genommen wird, sowie an den Einrichtungen MAMI (Mainz), BESIII (in China) und PSI (in der Schweiz) geboten werden, in Kombination mit dem starken Zusammenspiel zwischen den theoretischen und experimentellen Gruppen, werden einzigartige physikalische und methodische Verbindungen zwischen den verschiedenen Forschungsfeldern fördern und eine vorteilhafte Umgebung für Entdeckungen schaffen.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche

Laufende Projekte

• B01 - Präzise Bestimmung des schwachen Mischungswinkels bei niedrigen Energien (Teilprojektleiter Aulenbacher, Kurt ;  Berger, Niklaus ;  Maas, Frank )
• B02 - Präzisionstests des Standardmodells mit Hadronen und Kernen (Teilprojektleiter Baunack, Sebastian ;  Erler, Jens )
• B03 - Datengetriebene Bestimmung der hadronischen Vakuumpolarisation (Teilprojektleiter Aliberti, Riccardo ;  Denig, Achim )
• B04 - Präzise Bestimmung der hadronischen Vakuumpolarisation mittels Gitter-QCD (Teilprojektleiter Meyer, Ph.D., Harvey Byron ;  Wittig, Hartmut )
• B05 - Suche nach einem Dunklem Sektor an MESA (Teilprojektleiter Merkel, Harald ;  Schlimme, Sören ;  Vanderhaeghen, Marc )
• H01 - Nukleon-Formfaktoren für den Nachweis von Neutrinos (Teilprojektleiter von Hippel, Ph.D., Georg ;  Meyer, Ph.D., Harvey Byron )
• H02 - Elektronen für Neutrinos: Kerne (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Bacca, Sonia ;  Doria, Luca ;  Sobczyk, Joanna )
• H03 - Spektroskopie an myonischen Atomen (Teilprojektleiter Pohl, Randolf ;  Wauters, Ph.D., Frederik )
• H04 - Präzisionsrechnungen zur Nukleonstruktur in myonischem Wasserstoff und Elektronenstreuung (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Hagelstein, Franziska ;  Pascalutsa, Ph.D., Vladimir ;  Vanderhaeghen, Marc )
• H05 - Streuung von Elektronen und Photonen (Teilprojektleiter Khoukaz, Alfons ;  Merkel, Harald ;  Ostrick, Michael )
• N01 - Neutronenhaut und Oberflächendicke von 208Pb (Teilprojektleiterinnen Sfienti, Concettina ;  Thiel, Michaela )
• N02 - Untersuchung von Reaktionsquerschnitten von astrophysikalischem Interesse (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Capel, Pierre ;  Heftrich, Tanja ;  Sfienti, Concettina )
• N03 - Few-Body-Systeme (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Bacca, Sonia ;  Schlimme, Sören )
• T01 - Integriertes Graduiertenkolleg (Teilprojektleiter Berger, Niklaus ;  Capel, Pierre )
• Z01 - Zentrales Verwaltungsprojekt (Teilprojektleiterin Sfienti, Concettina )

• Antragstellende Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
• Beteiligte Hochschule: Goethe-Universität Frankfurt am Main; Universität Münster
• Sprecherin: Professorin Dr. Concettina Sfienti