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BUW.OUTPUT Nr. 8 FOrschungsmagazin der Bergischen UniversitätWuppertal / Wintersemester 2012/2013 42
Research News
Teilchenphysik wird erneut mit 2,7 Mio. Euro gefördert
Particle physics wins €2.7 m further funding
The Federal Ministry of Education and Research has award-
ed €2.7 m to UW physicists Prof. Dr. Peter Mättig, Prof. Dr.
Wolfgang Wagner, and Prof. Dr. Christian Zeitnitz for three
more years’ research at the Large Hadron Collider (LHC) in
Geneva, a facility of the European Organization for Nuclear
Research (CERN).This brings the total funding won by UW’s
Department of Particle Physics over the past ten years for
their work at the LHC to almost €15 m.
The LHC is the super-microscope with which physicists are investigating the fundamental
forces and material particles of nature. The extreme temperatures created there for a brief
moment provide information on the state of the universe immediately after the Big Bang.
The University of Wuppertal (UW) has played a significant role over the past ten years in
the construction and operation of the giant ATLAS detector, which images the events oc-
curring in the fragment of an atomic nucleus. The new funding will enable the Wuppertal
group to continue their work, which will focus for the coming three years on the construc-
tion – also in cooperation with regional companies – of another high-tech component for
ATLAS. The funding will also be used to run the large Wuppertal computing cluster, which
is part of a global network.
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung
(BMBF) fördert die Wuppertaler Forschergruppe um Prof.
Dr. Peter Mättig, Prof. Dr. Wolfgang Wagner und Prof. Dr.
Christian Zeitnitz in den nächsten drei Jahren mit weite-
ren 2,7 Millionen Euro. Damit werden die Forschungen am
Large Hadron Collider (LHC) am Europäischen Zentrum
für Teilchenphysik CERN in Genf unterstützt. Mit der ak-
tuellen Fördersumme hat die Fachgruppe Experimentelle
Teilchenphysik der Bergischen Universität in den letzten
zehn Jahren insgesamt fast 15 Millionen Euro für die Betei-
ligung am LHC eingeworben.
Ziel des Supermikroskops LHC ist es, die grundlegenden Kräfte und Materieteilchen
unserer Natur zu untersuchen. Die extremen Temperaturen, die am LHC für einen
kurzen Moment erzeugt werden, ermöglichen, das Universum kurz nach dem Urknall
zu verstehen. Die Bergische Universität hat während der letzten zehn Jahre wesentlich
zum Bau und Betrieb des riesigen ATLAS-Detektors beigetragen. Mit dem Detektor
werden Bilder aufgenommen, die zeigen, was in einem Bruchteil eines Atomkerns vor
sich geht. Mit den neuen Fördergeldern wird die Wuppertaler Gruppe diese Arbeit
fortführen. Im Mittelpunkt der nächsten drei Jahre stehen der Bau einer weiteren
Hoch-Technologie Komponente für ATLAS – auch in Zusammenarbeit mit regionalen
Firmen. Außerdem wird mit dem Geld der Betrieb des großen Wuppertaler Compu-
ting Clusters als Teil eines weltweiten Verbundes gesichert.
Materialwissenschaftliche Forschung für Teilchenbeschleuniger
Materials science research for particle accelerator
Particle accelerators are the fundamental instruments used
at the large research facilities of German Electron Synchrot-
ron (DESY) in Hamburg and CERN in Geneva. Experimental
physicist Prof. Dr. Günter Müller is currently investigating
how the field emissions of electrons in superconducting ac-
celeration resonators can be reduced. “This is important”,
Prof. Müller says, “because it enables the highest possible
field strengths to be achieved in an accelerator, so that the
next linear accelerator will not have to be unduly long.”The
Federal Ministry of Education and Research is funding the
project for the next three years with some €331,000.
High energy particle accelerators for protons are, like CERN’s LHC, generally in the shape
of a ring. “But for electrons”, Prof. Müller explains, “because of high energy losses through
synchrotron radiation, linear accelerators like XFEL – the X-ray laser currently under con-
struction at DESY – are better. Steered and focused by magnets, the particles are accelera-
ted by microwave resonators in a kilometer-long vacuum tube to almost the speed of light.
“The maximum attainable energy”, Müller continues, “as well as the overall costs of linear
accelerators, depends crucially on the strength of the electrical field that can be achieved
in the cavity resonators.”
www.fieldemission.uni-wuppertal.de
Teilchenbeschleuniger sind die Grundlage der Großfor-
schungsanlagen am Deutschen Elektronen-Synchrotron
DESY in Hamburg und am CERN in Genf. Experimental-
physiker Prof. Dr. Günter Müller untersucht jetzt in einem
materialwissenschaftlichen Forschungsprojekt, wie die
Feldemission von Elektronen in Beschleunigungsresonato-
ren reduziert werden kann. „Das ist wichtig, damit in den
Beschleunigern möglichst hohe elektrische Feldstärken er-
reicht werden können und der nächste Linearbeschleuniger
nicht zu lang wird“, sagt Prof. Müller. Das Bundesministeri-
um für Bildung und Forschung fördert das Projekt für die
nächsten drei Jahre mit rund 331.000 Euro.
Wie der LHC am CERN sind hochenergetische Teilchenbeschleuniger für Protonen
meist ringförmig. „Für Elektronen sind sie – wegen der hohen Energieverluste durch
Synchrotronstrahlung – aber besser linear, wie zum Beispiel der im Bau befindliche
Röntgenlaser XFEL bei DESY“, erklärt Prof. Müller. Die Teilchen haben nahezu Licht-
geschwindigkeit und werden in einer kilometerlangen Vakuumröhre durch Magnete
abgelenkt und fokussiert sowie durch Mikrowellen-Resonatoren beschleunigt. „Die
maximal erreichbare Energie sowie die Gesamtkosten von Linearbeschleunigern hän-
gen entscheidend davon ab, welche elektrische Feldstärke in den Hohlraum-Resonato-
ren erreicht werden kann“, so Müller.