Mai 2025
Mit Mainzer Kernchemie zur Physik am CERN
„Mein Herz schlägt sehr für die Naturwissenschaften, für Physik UND für Chemie. Als Doktorand in der Kernchemie kann ich beides verbinden: Ich forsche im Rahmen des TACTICa-Projekts an der Herstellung radioaktiver Ionen - wie atomarem Thorium (Th+) und Thoriummonofluorid (ThF+) - die für die Quantenlogik-Spektroskopie in einer Paul-Falle gefangen werden, um nach Physik jenseits des Standardmodells zu suchen. Hierbei handelt es sich um eine lineare Paul-Falle, ähnlich in der Funktion zu Ionenfallen, die in der Arbeitsgruppe von Prof. Schmidt-Kaler für Quantencomputer eingesetzt werden.
Die radioaktiven Ionen werden durch Laserverdampfung von sogenannten Targets im Ultrahochvakuum erzeugt, wobei je nach Probenmaterial und Laserenergie kleine, mehrfach positiv geladene Molekülionen oder große, einfach geladene Cluster gefunden werden. Diese Forschungsarbeit verbindet Physik und Chemie, da neue Erkenntnisse über die Chemie der Actinoide und ihrer Moleküle in der Gasphase gewonnen werden können und gleichzeitig die Grenzen des Standardmodells der Physik neu ausgelotet werden, sollten diese Ionen eines Tages als Quantensensoren zur Detektion von Dunkler Materie genutzt werden können.
©: Jonas Werner Photography
Die chemisch maßgeschneiderten Targets für solche Experimente stelle ich im Radioaktivlabor von Prof. Düllmann her. Hierbei sind wir nicht nur auf Mainz und das TACTICa-Projekt begrenzt: Verschiedene Wissenschaftler stellen gemeinsam Proben für Forschungseinrichtungen weltweit her, u.a. auch für den CERN. Denn am weltweit größten Forschungszentrum für Teilchenphysik werden nicht nur PRISMA+ Detektoren genutzt, sondern erstmals wurde auch eine Protactinium-Probe aus dem genannten Radioaktivlabor für Experimente an CERN-ISOLDE erzeugt und verwendet. Die Zusammenarbeit mit dem CERN war für mich ein echtes Highlight, da ich neben der Herstellung der für das Experiment benötigten Probe auch die Möglichkeit hatte, selbst am Experiment in Genf teilzunehmen. Dabei war es sehr faszinierend zu sehen, wie unsere Gruppe einen großen Beitrag zu einem erfolgreichen ISOLDE-Experiment leisten konnte und der erste Protactinium-Ionenstrahl überhaupt erzeugt wurde – ein Meilenstein!
Zu meiner großen Freude zeigte sich bei diesem Experiment einmal mehr, dass das Zusammenspiel von Physik und Chemie in beiden Disziplinen neue Wege eröffnet. Die Forschung in der Kernchemie bietet unendliche Möglichkeiten und ich freue mich auf weitere Entdeckungen!“
Jonas Stricker kommt ursprünglich aus der Chemie. Nach seinem Bachelorstudium in Bonn wechselte er für seinen Master 2020 in die Kernchemie nach Mainz. In der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Christoph Düllmann hat er Anfang 2023 seine Promotion begonnen und schlägt mit seiner Forschung eine Brücke zwischen Chemie und Physik.