Max-Planck-Institut für Kernphysik

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Max-Planck-Institut für Kernphysik
Max-Planck-Institut für Kernphysik
Walther-Bothe Laboratorium
Kategorie: Forschungseinrichtung
Träger: Max-Planck-Gesellschaft
Rechtsform des Trägers: Eingetragener Verein
Sitz des Trägers: München
Standort der Einrichtung: Heidelberg
Art der Forschung: Grundlagenforschung
Fächer: Physik
Fachgebiete: Atomphysik, Molekülphysik, Astroteilchenphysik, Teilchenphysik
Grundfinanzierung: Bund (50 %), Länder (50 %)
Leitung: Klaus Blaum (Geschäftsführender Direktor)
Homepage: www.mpi-hd.mpg.de

Das Max-Planck-Institut für Kernphysik (MPIK) ist eines von 80 unabhängigen Instituten der Max-Planck-Gesellschaft und hat seinen Sitz am Fuß des Königstuhls in Heidelberg. Auf Initiative von Walther Bothe wurde es 1958 aus dem seit 1930 bestehenden Institut für Physik im Max-Planck-Institut für medizinische Forschung gegründet. Das MPIK beschäftigt sich heute mit Grundlagenforschung auf den Gebieten Astroteilchenphysik und Quantendynamik.

Erster Leiter war Wolfgang Gentner. Seit 1966 wird das Institut von einem Direktorenkollegium geleitet. Derzeit gibt es fünf Abteilungen und einige weitere Forschergruppen und Nachwuchsgruppen. Wissenschaftliche und technische Servicebereiche sowie die Verwaltung unterstützen die Forscher. Das Institut hat ca. 390 Beschäftigte, dazu kommen Diplomanden und wissenschaftliche Gäste.

Wissenschaftler des MPIK arbeiten mit anderen Forschungsgruppen aus Europa und der ganzen Welt zusammen und wirken in zahlreichen internationalen Kollaborationen teils federführend mit. Besonders intensive Beziehungen bestehen zu einigen Großforschungseinrichtungen wie GSI (Darmstadt), DESY (Hamburg), CERN (Genf), INFN-LNGS (Assergi L‘Aquila) oder dem Weizmann-Institut in Israel.

In der Metropolregion kooperiert das Institut eng mit der Universität Heidelberg, an der die Direktoren und weitere Mitarbeiter des Instituts lehren. Der wissenschaftliche Nachwuchs wird in drei International Max Planck Research Schools (IMPRS) und einer Graduiertenschule gefördert. Das MPIK betreibt zusammen mit dem Kirchhoff-Institut für Physik der Universität Heidelberg ein Labor zur Entwicklung und zum Test von ASICs, die bei Experimenten beim CERN in Genf sowie zur Entwicklung von Sehhilfen eingesetzt werden.

Forschung[Bearbeiten]

Die Forschungsschwerpunkte am MPIK liegen auf den beiden Gebieten Teilchen- und Astrophysik und Quantendynamik. In beiden wird sowohl experimentelle als auch theoretische Forschung betrieben.

Der Forschungsbereich Astroteilchenphysik (Synergien von Teilchenphysik und Astrophysik) ist durch die Abteilungen von Werner Hofmann und Manfred Lindner vertreten und vereint Fragestellungen des Makro- und Mikrokosmos. Ein besonderer Fokus liegt hierbei auf Hochenergieastrophysik und Neutrinophysik, aber auch die Physik schwerer Quarks und astronomische Infrarotquellen werden untersucht. Ungewöhnliche Beobachtungsmethoden für Gammaquanten und Neutrinos eröffnen neue Fenster zum Weltall. Theoretisch wird unter anderem untersucht, was sich hinter „Dunkler Materie“ und „Dunkler Energie“ verbirgt.

Die Abteilungen von Klaus Blaum, Christoph Keitel und Thomas Pfeifer haben ihren Schwerpunkt im Forschungsbereich Quantendynamik (Vielteilchendynamik von Atomen und Molekülen). Mit Reaktionsmikroskopen lassen sich einfache chemische Reaktionen „filmen“. Speicherringe und Fallen für Ionen ermöglichen Präzisionsexperimente praktisch unter Weltraumbedingungen. Mit Methoden der theoretischen Physik wird die Wechselwirkung von intensivem Laserlicht mit Materie untersucht. Außerdem werden Experimente zu hochpräziser Massenmessung und zur Erzeugung ultrakurzer Laserpulse durchgeführt.

Weitere Forschungsgebiete sind kosmischer Staub, Atmosphärenphysik und Fullerene. Darüber hinaus gibt es am MPIK mehrere selbständige wissenschaftliche Nachwuchsgruppen, z.B. die Gruppen „Phänomenologie von Kollidern, Neutrinos und Dunkler Materie“ und „Ultrakalte negative Ionen durch Laserkühlung“.

Das MPIK ist an zahlreichen Forschungsprojekten beteiligt, unter anderem an

Einrichtungen[Bearbeiten]

Das MPIK verfügt über folgende Großanlagen:

  • In der Beschleunigeranlage für Atom- und Molekülionenstrahlen mit einem 12-MV Tandembeschleuniger einem 15-MV Hochstrominjektor und einem 25-MV Linearbeschleuniger können hochgeladene atomare Ionenstrahlungen und leichte Molekülionenstrahlen erzeugt und im Testspeicherring abgelegt werden. Neue Ionenspeichertechniken werden hier entwickelt.
  • Mehrere Elektronenstrahl-Ionenfallen (Electron Beam Ion Trap, EBIT) wurden am MPIK entwickelt und gebaut, mit denen Schwerionen (zum Beispiel 78-fach geladenes Quecksilber) erzeugt, gespeichert und untersucht werden können. Die Ionen werden sowohl mit Präzisionsspektrometern für alle Wellenlängen analysiert, als auch für andere Experimente (zum Beispiel einem Reaktionsmikroskop) zur Verfügung gestellt. Eine der EBITs wurde speziell als transportables Gerät konzipiert und wurde am DESY in Hamburg und am BESSY in Berlin zur Untersuchung der Wechselwirkung hochgeladener Ionen mit Synchrotronstrahlung verwendet. Außerdem wurden auch Experimente an den Freie-Elektronen-Lasern FLASH in Hamburg und LCLS in Menlo Park, Kalifornien, durchgeführt.
  • Der Testspeicherring (TSR) dient der Speicherung und Kühlung von hochgeladenen Ionen im Ultrahochvakuum für einen Zeitraum von einigen Minuten bis zu mehreren Stunden. Zum Einsatz kommen ein Elektronenkühler und ein ultrakaltes Elektronentarget. Es können Wechselwirkungen bei Einzelstößen mit niedrigen Energien und mit gekühlten Ionenstrahlen untersucht werden. Der TSR hat einen Umfang von 55,4 m.

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Max Planck Institute for Nuclear Physics – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

49.3877777777788.7091666666667Koordinaten: 49° 23′ 16″ N, 8° 42′ 33″ O