Download PDF - Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher ...

forschunGsbereich
struktur der materie
Prof. dr. horst stöcker
Vizepräsident der Helmholtz-Gemeinschaft,
Koordinator für den Forschungsbereich Struktur der Materie,
GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung
die aufGabe
Im Helmholtz-Forschungsbereich „Struktur der Materie“
werden die Bestandteile der Materie und die zwischen ihnen
wirkenden Kräfte in ganz unterschiedlichen Größenordnungen
erforscht, von Elementarteilchen bis zu Strukturen
im Universum. Im Brennpunkt stehen dabei nicht nur einzelne
Teilchen, sondern auch komplexe Phänomene in Festkörpern
und Flüssigkeiten, die durch die Wechselwirkungen
zwischen Myriaden von Atomen entstehen. Die Grundlagenforschung
verhilft dabei auch zu Einsichten, die die Entwicklung
von neuartigen Werkstoffen mit maßgeschneiderten
elektronischen, mechanischen oder thermischen Eigenschaften
ermöglichen.
Eine besondere Stärke der Helmholtz-Forschung kommt gerade
in diesem Forschungsbereich zum Tragen: der Betrieb und
der Einsatz von Großgeräten und komplexen Infrastrukturen
für die Forschung. Ob Teilchenbeschleuniger, Synchrotron-
Neutronen- oder Ionen-Quellen – die Helmholtz-Gemeinschaft
stellt in diesem Forschungsbereich große, zum Teil weltweit
einzigartige wissenschaftliche Infrastrukturen zur Verfügung,
die von zahlreichen Forschern aus dem In- und Ausland genutzt
werden. Mit dem geplanten Röntgenlaser European XFEL,
der am Deutschen Elektronen-Synchrotron DESY in europäischer
Zusammenarbeit gebaut wird, entsteht eine Röntgenquelle,
deren Spitzenleistung zehn Milliarden Mal höher ist
als die aller bislang gebauten Geräte.
Eine weitere Großforschungsanlage mit internationaler Beteiligung
entsteht an der GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung
in Darmstadt. Die „Facility for Antiproton
and Ion Research FAIR“ ist eine Beschleunigeranlage der
nächsten Generation, die Antiprotonen- und Ionenstrahlen
mit bisher unerreichter Intensität sowie sehr hohen Energien
liefern wird.
Ein wichtiges Element ist der Ausbau der Vernetzung mit
Universitäten und Max-Planck-Instituten. Die Allianzen „Physik
an der Teraskala“ und „Extreme Dichten und Temperaturen
– Kosmische Materie im Labor“ haben in den letzten
Jahren maßgeblich zur Erreichung dieses Ziels beigetragen
und zu einer deutlich verbesserten Koordination der deutschen
Gruppen geführt.
Zur Stärkung der Eigenforschung tragen die neu gegründeten
Helmholtz-Institute in Mainz und insbesondere in Jena
bei, die zusätzliche Expertisen u. a. auf den Gebieten beschleunigerrelevante
Laser-Technologien und Präzisions-
Röntgenspektroskopie-Methoden einbringen. Die enge Vernetzung
mit Universitäten und Forschungszentren aus dem
In- und Ausland soll über die Forschungsplattformen CFEL,
KNMF, NanoLab, EMSC und CSSB weiter verstärkt werden.
Die Forschung im Bereich Struktur der Materie ist eingebettet
in nationale und internationale Roadmaps, die die Ausrichtung
der Forschungsarbeiten in den einzelnen Programmen
auf Zeitskalen von zehn bis fünfzehn Jahren festlegen.
Diese Grundlagenforschung liefert gleichzeitig eine Vielzahl
von Impulsen für technologische Entwicklungen.
die ProGrammstruktur
in der förderPeriode 2010 – 2014
Im Forschungsbereich Struktur der Materie wirken sechs
Helmholtz-Zentren zusammen: das Deutsche Elektronen-
Synchrotron DESY, das Forschungszentrum Jülich, das
Karlsruher Institut für Technology (KIT), das Helmholtz-Zentrum
Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung
(HZG), die GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung
(GSI) und das Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und
Energie (HZB). Seit Beginn der zweiten Programmperiode
2010 arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler
in vier Programmen, das Programm Kondensierte Materie
wurde in den Forschungsbereich Schlüsseltechnologien
überführt:
elementarteilchenphysik
astroteilchenphysik
Physik der hadronen und kerne
forschung mit Photonen, neutronen und ionen (Pni)
Alle Programme basieren auf der engen Wechselbeziehung
zwischen Theorie und Experiment, und einige der Programme
sind wissenschaftlich und technologisch untereinander
verknüpft. Dabei ist ein Ziel, die Forschungsinfrastrukturen
weiterzuentwickeln, effizient einzusetzen und die Nutzer optimal
zu unterstützen, um die Führungsrolle von Helmholtz-
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern auf diesem
Gebiet gemeinsam mit nationalen und internationalen Partnern
zu stärken.
56