Facility for Antiproton and Ion Research

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Die Anteilseigner (Shareholder) der FAIR GmbH

Die internationale Teilchenbeschleunigeranlage FAIR[1] (englisch Facility for Antiproton and Ion Research, „Einrichtung für Antiprotonen- und Ionenforschung“) ist eine Forschungseinrichtung für die physikalische Grundlagenforschung. Sie entsteht derzeit in Darmstadt in unmittelbarer Nachbarschaft zum GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung und wird von der Bundesrepublik Deutschland und europäischen wie außereuropäischen Partnerländern getragen.

Zweck[Bearbeiten]

Mithilfe der Anlage sollen neue Einblicke in die Struktur von Materie und die Entwicklung des Universums erhalten werden. Forschungsfelder sind die Kern-, Hadronen- und Teilchenphysik, die Atom- und Antimateriephysik, die Plasmaphysik und Anwendungen in den Materialwissenschaften, der Biologie und der Biomedizin. Das Projekt FAIR gliedert sich in die Teile Bauwerke, Beschleuniger sowie wissenschaftliche Experimente und Detektoren. Mit den veranschlagten Kosten von 1,6 Milliarden Euro (Preisniveau eskaliert auf 2018) sind Bau, Beschleuniger und ein Drittel der Experimente abgedeckt.

Beschleuniger und Experimente[Bearbeiten]

Die FAIR Baustelle im März 2013 vom östlichen Rand des GSI-Geländes gesehen. Links das Areal des zukünftigen Schwerionenbeschleunigers SIS100, mittig im Bild zwei Drehbohrgeräte (jedes ca. 100 T schwer) für die Bohrung der ca. 1400 bis 65 Meter langen, ca. 1,2m Durchmesser dicken Bohrpfähle, rechts im Bild der Platz, wo die Experimentanlagen und weitere Beschleuniger aufgebaut werden.

Herzstück der neuen Anlage ist ein Doppelringbeschleuniger (Schwerionen-Synchrotron SIS100/SIS300) mit einem Umfang von 1,1 Kilometern. Insgesamt verfügt die Anlage über 3,5 Kilometer Strahlführung und acht Beschleuniger- und Speicherringe. In der Anlage können alle Elemente von Wasserstoff bis Uran beschleunigt werden. Außerdem können Sekundärstrahlen von Antiprotonen und seltenen Isotopen erzeugt werden. Die bestehenden Beschleuniger der GSI werden als Vorbeschleuniger weiter genutzt werden. FAIR umfasst vier wissenschaftliche Programme:

  • Antiprotonen-Annihilation in Darmstadt (PANDA)[2]
  • Atom- und Plasmaphysik und Anwendungen (APPA)[3]
  • Kernstruktur, -astrophysik und -reaktionen (NUSTAR)[4]
  • Komprimierte Baryonische Materie (CBM)[5]

Geschichte[Bearbeiten]

Da absehbar war, dass in einigen Jahren die Forschungsmöglichkeiten der GSI mit der bestehenden Beschleunigeranlage ausgeschöpft sein würden, erarbeiteten die wissenschaftlichen Nutzer der GSI ein Konzept für ein „internationales Beschleunigerzentrum für die Forschung mit Ionen- und Antiprotonenstrahlen“, das an die bestehende Anlage anschließt.

Im Frühjahr 2003 entschied das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), der Empfehlung des Wissenschaftsrats zu folgen und das neue Beschleunigerzentrum zusammen mit internationalen Partnern zu bauen.

Im Laufe der darauf folgenden Jahre bis Februar 2007 unterzeichneten die Regierungen von China, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Indien, Italien, Österreich, Polen, Rumänien, Russland, Schweden, Spanien und Großbritanniens eine Absprache (Memorandum of Understanding) als Grundlage für die internationale Zusammenarbeit während der Vorbereitungsphase von FAIR.

2006 wurde die technischen Planungen für FAIR im FAIR Baseline Technical Report veröffentlicht.[6]

Am 7. November 2007 unterzeichneten Deutschland, das Bundesland Hessen, Finnland, Frankreich, Großbritannien, Österreich, Polen, Rumänien, Russland, Schweden und Spanien das FAIR-Kommuniqué zum offiziellen Start des FAIR-Projekts.[7] In dem Dokument erklärten die Unterzeichner unter anderem ihre Absicht, „die erste Bauphase von FAIR mit dem von den Partnerländern abzustimmenden, verfügbaren Budget zu beginnen“ sowie „die Finanzierung des Betriebs von FAIR gemeinsam sicherzustellen“.

Am 4. Oktober 2010 unterzeichneten auf Schloss Biebrich in Wiesbaden die Vertreter der Staaten Deutschland, Finnland, Frankreich, Indien, Polen, Rumänien, Russland, Slowenien und Schweden ein völkerrechtliche Übereinkommen, das FAIR als neues Forschungszentrum etablierte.[8] Gleichzeitig wurde die internationale FAIR GmbH (Facility for Antiproton and Ion Research in Europe GmbH) gegründet, die FAIR baut und betreiben wird. Im Dezember 2011 wurde mit der Vorbereitung des Baufelds begonnen. Dazu wurden 2011/2012 und im Folgewinter 20 Hektar Wald östlich der GSI gerodet und der Oberboden abgetragen. Er wird auf Bodenlagerflächen in der Nähe gelagert und später wieder zur Bepflanzung der Anlage verwendet. Außerdem wurden forstwirtschaftliche und ökologische Ausgleichsmaßnahmen gestartet und fortgeführt.[9]

Im März 2013 wurde der erste von insgesamt 1.350 Bohrpfählen gesetzt, die den Baugrund stabilisieren,[10] da dieser überwiegend aus einem Gemisch von Sanden, Schluffen und Tonen besteht. Die Bohrpfähle werden mit den Bodenplatten verbunden (gekoppelte Pfahlgründung) und sollen so dafür sorgen, dass sich die schweren Gebäude nur wenig und vor allem gleichmäßig setzen. Die Bohrpfahlarbeiten wurden im Juni 2014 abgeschlossen. Es ist geplant, dass 2018 der erste Ionenstrahl in der neuen Anlage zirkulieren wird.

Geschäftsführer der FAIR GmbH[Bearbeiten]

Wissenschaftlicher Geschäftsführer ist seit Oktober 2010 Boris Jurjewitsch Scharkow, administrative Geschäftsführerin ist seit November 2014 Ursula Weyrich.

Partnerländer, europäische Wissenschaftsprogramme[Bearbeiten]

Finnland Frankreich Deutschland Indien Polen Rumänien Russland Slovenien Schweden Vereinigtes Königreich Großbritannien und Nordirland

3.000 Wissenschaftler aus mehr als 50 Ländern arbeiten bereits an der Planung von Experimenten und Beschleunigern. Anteilseigner der FAIR GmbH sind Deutschland, Finnland, Frankreich, Indien, Polen, Rumänien, Russland, Schweden und Slowenien. Großbritannien ist assoziiertes Mitglied. FAIR ist in Europas Forschungsfahrplan für Großgeräte aufgenommen, der Roadmap des European Strategy Forum on Research Infrastructures (ESFRI).[11] Das Nuclear Physics European Collaboration Committee (NuPECC)[12] empfiehlt FAIR als Projekt, das die Kernphysik in Europa über die kommende Dekade hinaus bestens entwickeln kann.[13]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. FAIR Homepage Facility for Antiproton and Ion Research in Europe GmbH
  2. PANDA-Kollaboration (in englisch)
  3. APPA-Kollaborationen (in englisch)
  4. NUSTAR-Kollaboration (in englisch)
  5. CBM-Kollaboration (in englisch)
  6. FAIR - Baseline Technical Report, 2006 ISBN 3981129806.
  7. "Finanzierungskonzept für Startversion FAIR steht", Pressemitteilung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung und des Landes Hessen
  8. "Neun Partnerländer unterzeichnen internationales Übereinkommen" (PDF; 110 kB), Pressemitteilung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung, des Landes Hessen und des Auswärtigen Amts
  9. Umwelt-Kompensation für den Bau von FAIR
  10. Setzen des ersten Bohrpfahls mit Drehbohrmaschinen, Youtube-Video
  11. ESFRI Strategy Report and Roadmap Update 2010 (PDF; 8,5 MB) ESFRI Forschungsplan
  12. NuPECC Webseite
  13. NuPECC Long Range Plan 2010 - Recommendations and Roadmap (PDF; 948 kB) Empfehlungen der NuPECC