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SFB 634:  Kernstruktur, nukleare Astrophysik und fundamentale Experimente bei niedrigen Impulsüberträgen am supraleitenden Darmstädter Elektronenbeschleuniger (S-DALINAC)

Fachliche Zuordnung Physik
Förderung Förderung von 2003 bis 2015
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5485852
 
Ziel ist die Erforschung der Struktur von Atomkernen und ihrer Bedeutung für astrophysikalische Prozesse. Die Experimente konzentrieren sich auf die Untersuchung von Kernanregungen mit Hilfe von Elektronen und hochenergetischen Photonen am supraleitenden Darmstädter Elektronenbeschleuniger S-DALINAC. Die Resultate liefern ein detailliertes Bild ihrer Ladungs- und Stromverteilungen und erlauben den Test von Modellbeschreibungen im Rahmen der modernen Vielteilchentheorie. Darüber hinaus liefern die Experimente wichtige Resultate für ein Verständnis der Sternentwicklung und der Elementsynthese in Sternen. Schließlich ist die Dynamik eines massiven Sterns in der letzten Phase vor einer Supernovaexplosion wesentlich beeinflusst durch die Anregung elementarer Kernmoden, die mit hoher Präzision in der Elektronenstreuung gemessen werden können.
Das experimentelle Programm ist eng verzahnt mit theoretischen Arbeiten basierend auf neuen Entwicklungen der Vielteilchentheorie. Das Ziel ist es, eine kohärente Beschreibung von Grundzustandseigenschaften der Kerne wie ihrer Anregungsspektren und darauf basierend quantitative Vorhersagen für ihre Eigenschaften unter extremen Bedingungen zu gewinnen. Ein weiterer Aspekt sind experimentelle und theoretische Untersuchungen auf dem Gebiet des Quantenchaos an zwei- und dreidimensionalen Mikrowellenbilliards.
Die aktuelle Entwicklung einer effektiven Feldtheorie basierend auf der chiralen Symmetrie der starken Wechselwirkung führt zu einem erheblichen Interesse an Präzisionsdaten verschiedener Eigenschaften des Nukleons und von Wenigteilchensystemen bei niedrigen Energien und Impulsüberträgen. Dies entspricht sehr gut dem Energiebereich, in dem Experimente am S-DALINAC möglich sind. Dementsprechend werden derzeit Experimente zur Messung des Radius des Protons, seiner elektrischen und magnetischen Deformierbarkeit sowie zum Nachweis von Korrelationen zwischen Nukleonen im Aufbruch leichter Kerne wie 2D und 3He aufgebaut.
Ein zentrales Thema ist schließlich die Weiterentwicklung des Beschleunigers sowie der dazugehörigen Strahlführung und -diagnose. Ziele sind hierbei die Integration von Online-Simulationen der Strahldynamik in die Steuerung, die Umstellung auf ein modernes Steuerungs- und Kontrollsystem sowie eine Erhöhung der Strahlenergie und -intensität. Gleichzeitig wird eine Quelle polarisierter Elektronen für zukünftige fundamentale Experimente entwickelt.
DFG-Verfahren Sonderforschungsbereiche

Abgeschlossene Projekte

Antragstellende Institution Technische Universität Darmstadt
 
 

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