Mai 2021
Fasziniert von Neutrinos
„Neutrinos sind meine Faszination – jene geisterhaften Teilchen, die milliardenfach unsere Erde durchdringen und trotzdem nur sehr schwer nachzuweisen und zu verstehen sind. Mit neuen geplanten Experimenten – wie dem DUNE Experiment in den USA – wollen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einige fundamentale Neutrino-Eigenschaften genauer untersuchen: zum Beispiel das Phänomen, dass sich die drei Neutrino-Arten ständig ineinander umwandeln – im Fachjargon Neutrino-Oszillation. Hierfür brauchen sie wichtige Informationen aus theoretischen Berechnungen: Und hier komme ich ins Spiel.
©: Angelika Stehle
Ich beschäftige mich konkret mit der Frage, wie Neutrinos mit Atomkernen wechselwirken. Hier treffen sozusagen zwei Forschungsgebiete von PRISMA+ aufeinander: die Hochenergiephysik und die Kernphysik. Ich möchte von Grund auf – also ausgehend von den fundamentalen Theorien, die wir haben – sehr präzise berechnen, was passiert, wenn ein Neutrino auf einen Atomkern trifft.
Daraus können wir Modelle entwickeln und Prozesse simulieren, die wiederum für die experimentellen Kolleginnen und Kollegen bei der Durchführung und Interpretation ihrer Experimente unverzichtbar sind. In Mainz, in der Gruppe von Sonia Bacca, finde ich ideale Voraussetzungen für meine theoretischen Forschungen: Die Gruppe beschäftigt sich sehr erfolgreich mit der Vorhersage von Eigenschaften des Atomkerns, die sich aus den Kräften zwischen den Kernbestandteilen – den Nukleonen – und ihren Wechselwirkungen herleiten lassen.
Konkret möchte ich die Wechselwirkung der Neutrinos mit Atomkernen der Elemente Sauerstoff (16O) und Argon (40Ar) berechnen – beide werden in späteren Neutrino-Experimenten eine wichtige Rolle spielen. Ein schönes Beispiel für das unverzichtbare Wechselspiel von Theorie und Experiment.“
Dr. Joanna Sobczyk forscht seit Januar 2020 in Mainz als Postdoc. Sie wurde zunächst durch das von PRISMA+ initiierte Irène Joliot-Curie Programm mit einem Fellowship für Übergangsphasen gefördert. Inzwischen hat sie ein Humboldt-Forschungsstipendium und ein Marie Curie Fellowship erhalten.