Teilchen und Kosmos

Einige der spektakulärsten astrophysikalischen Phänomene sind eng mit den Eigenschaften der Teilchenphysik verbunden. So eignen sich Elementarteilchen als einzigartige Sonden, um die ansonsten unsichtbaren astrophysikalischen Phänomene zu erforschen. Umgekehrt stellt der Kosmos ein einzigartiges Labor dar, um elementare Eigenschaften von Teilchen unter Bedingungen zu untersuchen, die in terrestrischen Experimenten nicht realisierbar sind.

Mit groß angelegten Neutrino-Experimenten suchen die Wissenschaftler der Research Unit B (RU-B) nach Leptonenzahlverletzungen beim neutrinolosen Doppelbetazerfall (GERDA/LEGEND), sondieren die Neutrino-Masse (KATRIN) und führen Neutrino-Astronomie sowie Präzisionsoszillationsmessungen durch. Origins-Wissenschaftler sind ebenfalls an Suchexperimenten (IceCube, Borexino, JUNO, KATRIN) nach sterilen Neutrinos beteiligt.

Die Natur der Dunklen Materie ergründen

Außerdem arbeiten sie intensiv an direkten und indirekten Suchexperimenten nach Dunkler Materie, sowohl in der Neutrino- als auch in der Gammastrahlenastronomie (CRESST, DEAP, IceCube, MAGIC/CTA, FERMI), und bei Teilchen-Kollisions-Experimenten (ATLAS). Origins-Forscher behandeln gemeinsam vier Schlüsselthemen an der Schnittstelle von Teilchenphysik, Astrophysik und Kosmologie:

  • die Natur der Dunklen Materie
  • die Neutrino-Eigenschaften und ihre Rolle in der Astrophysik
  • das Ungleichgewicht zwischen Materie und Antimaterie im Universum
  • den Ursprung der hochenergetischen kosmischen Strahlung