Hochenergiephysik an der Uni Innsbruck

2002-08-30 Andreas Wildauer

Einer der berühmtesten Vertreter der frühen Teilchenphysik in Innsbruck ist wohl Victor Franz Hess, der am 7.8.1912 bei einer Ballonfahrt über Mitteleuropa die kosmische Strahlung entdeckte. Als Hess 1930/31 nach Innsbruck kam, errichtete er hoch über der Stadt auf dem Hafelekar (2.300 m) eine Station zur Messung dieser Strahlung. 1936 wurde er mit dem Nobelpreis geehrt, die Station existiert noch immer.

Heute müssen Teilchenphysiker (leider) nicht mehr die Berge erklimmen, um hochenergetische Teilchen zu studieren. Riesige Teilchenbeschleuniger sorgen dafür, daß solche Kollisionen unter Laborbedingungen stattfinden und sehr genau untersucht werden können. Einzelne Universitäten oder Forschungseinrichtungen können sich solch kostspielige Projekte natürlich nicht alleine leisten und so kommt es, daß sich verschiedene Länder zusammenschliessen, um diverse Großprojekte gemeinsam zu verwirklichen.

Ein solches Projekt (wenn nicht das größte) ist das europäische Kernforschungsinstitut CERN in Genf/Schweiz. Die Arbeitsgruppe Hochenergiephysik der Uni Innsbruck ist dort an zwei Großexperimenten beteiligt: ALEPH und ATLAS.

ALEPH (A detector for LEp PHysics) war eines der 4 Experimente am LEP (Large Electron Positron) Beschleuniger, der Ende 2001 eingestellt wurde, um Platz für den neuen, leistungsfähigeren Beschleuniger LHC (Large Hadron Collider) zu schaffen. Obwohl das Experiment selbst nicht mehr laeuft, gibt es immer noch jede Menge Daten auszuwerten. Im speziellen beschäftigt man sich in Innsbruck mit sogenannten hadronischen Events, bei denen nach der Kollision jede Menge Hadronen (wie z.Bsp. Pionen, Kaonen) entstehen.

ATLAS (A Toroidal Lhc ApparatuS) ist eines der 4 Experimente am zukünftigen LHC. Dieser neue Teilchenbeschleuniger befindet sich gerade in der Bauphase. Um Kosten zu sparen, wird vernünftigerweise der Tunnel des Vorgängers LEP verwendet. In Betrieb gehen soll dieses Megaprojekt 2007. Innsbruck arbeitet an einem Teil der Detektorsimulation des ATLAS Detektors mit. Es geht darum, die Abläufe im Detektor so genau wie möglich im Computer zu simulieren, damit die gewonnenen Daten mit den gängigen Theorien verglichen werden können. Ein weiterer Aspekt ist auch die Geschwindigkeit der Berechnungen. Trotz Gigahertz-Computern ist die benötigte Rechenzeit weit höher als praktisch akzeptabel. Deshalb versucht man in Innsbruck Methoden zu finden, die Rechenzeit zu verkürzen (Fast Simulation).

Als drittes "Interessensgebiet" der Gruppe ist das sogenannte GRID zu erwähnen. In Zeitungsartikeln wird es oft als "Internet Version 2" bezeichnet. Tatsächlich ist dieses ehrgeizige weltweite Projekt weit mehr als eine bloße Weiterentwicklung der Techniken, die hinter dem Internet stehen. Ziel ist es, weltweite Computerresourcen sicher und flexibel unter verschiedenen (am GRID beteiligten) Instituten und Individuen dynamisch aufzuteilen. Nicht nur die Physik ist wegen ihrer sehr rechenintensiven Probleme sehr an solch einem Projekt interessiert. Auch andere Wissenschaften wie z.Bsp. Gentechnik, Erdwissenschaften und Medizin nehmen teil.

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