Renommierter Wissenschaftler des Weizmann Instituts wird als Gast in der Gruppe von Dmitry Budker zu Dunkler Materie forschen
28.05.2020
Der theoretische Physiker Prof. Dr. Gilad Perez vom Weizmann Institute of Science, Israel, wird mit Unterstützung der Alexander von Humboldt-Stiftung nach Mainz kommen, um seine Forschungen zusammen mit seinem wissenschaftlichen Gastgeber Prof. Dr. Dmitry Budker am Exzellenzcluster PRISMA+ der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und am Helmholtz-Institut Mainz (HIM) fortzusetzen. Dabei widmen die beiden Wissenschaftler ihre Zusammenarbeit einer der spannendsten Herausforderungen der Grundlagenphysik des 21. Jahrhunderts: der Suche nach Dunkler Materie.
Seit Langem ist bekannt, dass es Dunkle Materie geben muss, denn ohne sie lassen sich viele astrophysikalische Beobachtungen nicht erklären. Mehr noch: Insgesamt macht die uns bekannte sichtbare Materie nur etwa 20 Prozent der gesamten Materie im Universum aus – während über 80 Prozent der Dunklen Materie zuzurechnen sind. Und doch ist bis heute völlig unklar, woraus Dunkle Materie besteht.
Gilad Perez beschäftigt sich bereits seit vielen Jahren mit den großen Fragen der Elementarteilchenphysik und Kosmologie sowie der "neuen Physik" jenseits des Standardmodells. Neben der Lösung von Rätseln im Zusammenhang mit dem kürzlich entdeckten Higgs-Boson, steht dabei gegenwärtig vor allem eben jene Dunkle Materie im Fokus seiner Arbeiten: Insbesondere widmet er sich der so genannten Relaxion-Theorie. Perez entwickelte die ursprüngliche Theorie weiter, überwand dabei einige Hindernisse und nun verfügt sein Modell über eine Reihe von zusätzlichen Merkmalen: Eine faszinierende Möglichkeit ist beispielsweise, dass die Dichte an dunkler Materie in der Nähe großer astrophysikalischer Objekte wie der Sonne oder der Erde größer ist als andere Modelle erwarten lassen und demzufolge Kopplungseffekte an normale Materie einfacher zu beobachten und im Labor mit verschiedenen Arten von Detektoren aufzuspüren sind.
Für seine Gesamtforschungen hat Gilad Perez nun den Friedrich Wilhelm Bessel-Forschungspreis der Alexander von Humboldt-Stiftung erhalten. Der Preis ist mit 45.000 Euro dotiert und zusätzlich mit einer Einladung zu einem Forschungsaufenthalt in Deutschland verbunden. Sobald die Corona-Situation dies zulässt, wird Gilad Perez zur Forschungsgruppe für Experimentelle Atomphysik von Prof. Dr. Dmitry Budker hinzustoßen.
"Die Zusammenarbeit mit Gilad Perez war bereits in der Vergangenheit sehr erfolgreich", berichtet Professor Budker. "Zudem ist er einer der führenden Köpfe auf dem Gebiet der theoretischen Teilchenphänomenologie und der Physik jenseits des Standardmodells. Obwohl er noch ein junger Wissenschaftler ist, kann er viele hervorragende Publikationen vorweisen und ist ein gefragter Redner auf internationalen Konferenzen. Deshalb habe ich Gilad für den Forschungspreis vorgeschlagen und bin sehr froh, dass es nun geklappt hat. Auf Basis des Relaxion-Modells beispielsweise haben wir bereits einige Arbeiten publiziert, die sich mit der Suche nach ultraleichter Dunkler Materie im Labor beschäftigen." Genau dies wird auch das übergreifende Thema des geplanten Forschungsaufenthaltes von Gilad Perez sein: zu verstehen, was Dunkle Materie ist und "clevere" Wege zu erfinden, um sie im Labor aufzuspüren. Unter anderem soll dabei das bereits publizierte Experiment weiterentwickelt werden. "Unsere Zusammenarbeit wird von Forschungspreis und Gastaufenthalt ungemein profitieren", ist Dmitry Budker überzeugt. "Und ich bin sicher, dass wir im Laufe des Austauschs viele neue weitere und spannende Ideen entwickeln werden."
Mit dem Friedrich Wilhelm Bessel-Forschungspreis zeichnet die Alexander von Humboldt-Stiftung international anerkannte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus dem Ausland aus. Die Humboldt-Stiftung verleiht jährlich circa 20 Friedrich Wilhelm Bessel-Forschungspreise.