Über PRISMA+

Das Standardmodell der Teilchenphysik beschreibt die Natur auf ihrer elementarsten Ebene, nämlich die Grundbausteine der Materie. Trotz seines Erfolgs bleibt es die Erklärung einiger Phänomene wie die Existenz dunkler Materie oder den Überschuss von Materie gegenüber Antimaterie schuldig. Darüber hinaus stellen auch einige unerklärte Rätsel, wie zum Beispiel die Diskrepanz zwischen den experimentellen Messungen und der theoretischen Vorhersage des anomalen magnetischen Moments von Myonen, die Validität des Standardmodells infrage und geben möglicherweise erste Anhaltspunkte für „neue Physik“ jenseits des Standardmodells.

Das Exzellenzcluster PRISMA+ leistet einzigartige Beiträge zur Untersuchung dieser offenen Fragen im Zusammenhang mit der Validität des Standardmodells. Bei PRISMA+ suchen wir mithilfe einer Kombination aus innovativen Präzisionsexperimenten, die auf dem JGU-Campus durchgeführt werden, und größeren Experimenten an internationalen Standorten nach neuen Teilchen und Kräften. PRISMA+ zeichnet sich durch eine breite Palette komplementärer Methoden aus, wie z. B.:

  • Experimente an Teilchenbeschleunigern
  • Neutrinoteleskope und Experimente zur Suche nach dunkler Materie
  • Präzisionsspektroskopie und Magnetometrie sowie Experimente mit Atom- und Ionenfallen
  • Reaktor-basierte Experimente mit kalten und ultrakalten Neutronen
  • Theoretische Berechnungen und Modellbildung

Eine der Hauptzielsetzungen dieses Clusters ist der Bau und Betrieb des „Mainz Energy-Recovering Superconducting Accelerator“ (supraleitender Beschleuniger mit Energierückgewinnung – MESA). Mit MESA ist eine neue Generation niederenergetischer Präzisionsexperimente möglich, wie die Suche nach Botenteilchen für den dunklen Sektor, Messungen der elektromagnetischen Formfaktoren von Protonen bei niedrigen Impulsüberträgen, Präzisionsbestimmungen des elektroschwachen Mischungswinkels und Messungen der Neutronenhaut schwerer Kerne.

PRISMA+ umfasst fünf miteinander zusammenhängende Forschungsfelder:

A: Erforschung der Intensitätsfront bei MESA

B: Präzisionsphysik an der Niederenergiegrenze

C: Erforschung des schwach wechselwirkenden Universums

D: Physik an Hochenergie-Beschleunigern

E: Theorie und Phänomenologie fundamentaler Wechselwirkungen

Genaue Beschreibungen der wichtigsten wissenschaftlichen Ziele der einzelnen Forschungsfelder finden Sie HIER.

Bei PRISMA+ werden die Forschungsarbeiten in der theoretischen Physik darüber hinaus vom Institut für theoretische Physik der Universität Mainz (MITP) unterstützt. MITP ist eine von der wissenschaftlichen Community getragene Plattform für internationale Gastwissenschaftler. 2013 gegründet entwickelte es sich schnell zu einem international anerkannten und renommierten Zentrum für wissenschaftlichen Austausch und Zusammenarbeit.