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DFG För­de­rung für den Son­der­for­schungs­be­reich SFB 1491

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Symbolbild SFB 1491 © ​/​TU Dort­mund
Das Wechselspiel der kos­misch­en Ma­te­rie: Un­ter­su­chun­gen zu den fun­da­men­ta­len Ei­gen­schaf­ten der Ma­te­rie (Plasma- und Teil­chen­phy­sik, sowie Dunkle Ma­te­rie, dargestellt als drei Panels in grün, blau und rot) dienen als Input für das wis­sen­schaft­liche Ver­ständ­nis der gemessenen Signaturen von Galaxien (Kugel in der Mitte).

Am nächtlichen Sternenhimmel sehen wir mit dem bloßen Auge Jahr für Jahr die gleichen Sternbilder, so dass der Eindruck ent­ste­hen könnte, das Universum sei ewig und eigentlich unveränderlich. Spätestens seit der Entdeckung der Ausdehnung des Universums und des kos­misch­en Mikrowellen-Hintergrundes – der Reststrahlung des Urknalls – im 20. Jahrhundert wissen wir jedoch, dass wir im Gegenteil in ei­nem sehr dy­na­misch­en Kosmos leben.

Und diese Dynamik setzt sich auf allen Skalen fort: Sterne ent­ste­hen und vergehen in gewaltigen Supernova-Explosionen und be­ein­flus­sen so auch ih­re Nachbarschaft in den Galaxien, regen so­gar manch­mal die Bil­dung neuer Sterne an. Durch die Explosionen ent­ste­hen aber auch Wolken aus Plasma, also Ma­te­rie in der die Elek­tro­nen von den Atomkernen getrennt sind und die mit kos­misch­en Magnetfeldern wechselwirkt. Einzelne Teilchen kön­nen so auf nahezu Licht­ge­schwin­dig­keit be­schleu­nigt wer­den und bilden die so­ge­nannte kosmische Strahlung, die auch unablässig auf die At­mo­sphä­re unserer Erde einprasselt. Das Wechselspiel der kos­misch­en Ma­te­rie das diese Pro­zes­se antreibt ist Leitthema des Son­der­for­schungs­be­reichs (SFBs) 1491, der aus den Ak­ti­vi­tä­ten des Ruhr Astroparticle and Plasma Physics Center (RAPP Center) hervorgegangen ist: „Wie wer­den die ver­schie­de­nen Formen von Ma­te­rie und Energie ineinander umgewandelt? Wie wer­den die kleinsten, elementaren Teilchen zu den höchsten, jemals beobachteten Energien be­schleu­nigt? Wie ent­ste­hen im Plasma der Galaxien großräumige Magnetfeldstrukturen? Wie kön­nen wir die geheimnisvolle dun­kle Ma­te­rie besser ver­ste­hen und endlich die Teilchen iden­ti­fi­zie­ren aus denen sie besteht?“, nennt Prof. Dr. Julia Tjus, Sprecherin des neuen SFB von der Ruhr-Uni­ver­si­tät Bo­chum, einige der For­schungs­fra­gen.

16 in­ter­na­tio­nal ausgewiesene For­schen­de haben sich zu­sam­men­ge­tan, um, um ein vereinheitlichtes Bild der nachweisbaren Spuren der wechselwirkenden Ma­te­rie zu erstellen. 11 For­schen­de kom­men von der Ruhr-Uni­ver­si­tät Bo­chum, 4 ar­bei­ten an der TU Dort­mund, und die Bergische Uni­ver­si­tät Wuppertal ist mit ei­nem For­schenden be­tei­ligt. Sie alle wol­len die spannenden Pro­zes­se ver­ste­hen die in unserer Heimatgalaxie, der Milch­straße, ablaufen, aber auch in aktiven Galaxien, bei denen auf das supermassereiche schwarzes Loch das sich im Kern der meisten Galaxien be­fin­det Ma­te­rie einströmt. Hierzu wer­den theoretische Mo­del­le der Astrophysik mit ex­pe­ri­men­tel­len Be­ob­ach­tun­gen aller Wel­len­län­gen und Teilchen verknüpft. Weiterhin liefert der SFB Wissen über die fun­da­men­ta­len Ei­gen­schaf­ten der Ma­te­rie aus the­o­re­tisch­en Rechnungen, kosmologischen Be­ob­ach­tun­gen und irdischen Ex­pe­ri­men­ten zu Teil­chen­wech­sel­wir­kun­gen: „Dieses Wissen kann direkt in den astrophysikalischen Mo­del­len ver­wen­det wer­den. Die Kombination der beiden Forschungsstränge liefert ein detailreiches und präzises Bild, wie die Galaxien funk­ti­o­nie­ren und sich ent­wi­ckeln“, kommentiert Prof. Dr. Wolfgang Rhode von der TU Dort­mund, Co-Spre­cher im neuen SFB.

Ko­ope­ra­tions­part­ner

Dieses Wechselspiel der kos­misch­en Ma­te­rie zu ver­ste­hen ist nur mög­lich, wenn For­sche­rin­nen und Forscher aus ver­schie­de­nen Be­rei­chen der Physik zu­sam­men­ar­bei­ten: An der TU Dort­mund ist die Zu­sam­men­arbeit zwi­schen der Astro- und Teil­chen­phy­sik seit langem etabliert und er­folg­reich, ins­be­son­de­re da auch modernste Me­tho­den der Daten­ana­lyse und in­ter­dis­zi­pli­nä­re Er­kennt­nis­se der Da­ten­wis­sen­schaf­ten einbezogen wer­den. Als Pro­jekt­lei­ter sind an der TU Dort­mund be­tei­ligt: Prof. Dr. Johannes Albrecht, PD Dr. Dominik Elsässer, Prof. Dr. Dr. Wolfgang Rhode, und Prof. Dr. Bernhard Spaan. Die Verknüpfungen der Teilgebiete Astro-, Plasma-, Astroteilchen- und Teil­chen­phy­sik in enger Ko­ope­ra­ti­on der teil­neh­men­den Uni­ver­si­tä­ten wer­den seit 2015 im Ruhr­gebiet im Ruhr Astroparticle and Plasma Physics Center (RAPP Center) un­ter­sucht. Die Ar­bei­ten im Rah­men des SFBs wer­den die For­schung im RAPP Center in den nächsten Jah­ren signifikant voranbringen.

 

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Anfahrt & Lageplan

Der Cam­pus der Technischen Uni­ver­si­tät Dort­mund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dort­mund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dort­mund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Cam­pus Süd, die Abfahrt Dort­mund-Dorstfeld auf der A40 zum Cam­pus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Uni­ver­si­tät ausgeschildert.

Direkt auf dem Cam­pus Nord be­fin­det sich die S-Bahn-Station „Dort­mund Uni­ver­si­tät“. Von dort fährt die S-Bahn-Linie S1 im 20- oder 30-Minuten-Takt zum Hauptbahnhof Dort­mund und in der Gegenrichtung zum Hauptbahnhof Düsseldorf über Bo­chum, Essen und Duis­burg. Außerdem ist die Uni­ver­si­tät mit den Buslinien 445, 447 und 462 zu er­rei­chen. Eine Fahrplanauskunft findet sich auf der Homepage des Verkehrsverbundes Rhein-Ruhr, au­ßer­dem bieten die DSW21 einen interaktiven Liniennetzplan an.
 

Zu den Wahrzeichen der TU Dort­mund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwi­schen Dort­mund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Cam­pus Süd und Dort­mund Uni­ver­si­tät S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwi­schen Cam­pus Nord und Cam­pus Süd. Diese Stre­cke legt sie in zwei Minuten zu­rück.

Vom Flughafen Dort­mund aus ge­lan­gt man mit dem AirportExpress innerhalb von gut 20 Minuten zum Dort­mun­der Hauptbahnhof und von dort mit der S-Bahn zur Uni­ver­si­tät. Ein größeres Angebot an inter­natio­nalen Flugverbindungen bietet der etwa 60 Ki­lo­me­ter entfernte Flughafen Düsseldorf, der direkt mit der S-Bahn vom Bahnhof der Uni­ver­si­tät zu er­rei­chen ist.

Interaktive Karte

Die Ein­rich­tun­gen der Technischen Uni­ver­si­tät Dort­mund verteilen sich auf den größeren Cam­pus Nord und den kleineren Cam­pus Süd. Zu­dem befinden sich einige Bereiche der Hoch­schu­le im angrenzenden Technologiepark.

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