„Color Meets Flavor“
Teilchenphysik: Suche nach neuen Phänomenen in der starken und schwachen Wechselwirkung
Die Existenz von Dunkler Materie und die Asymmetrie zwischen Materie und Antimaterie im Universum geben Hinweise darauf, dass unser Verständnis der Natur noch unvollständig ist. Auch wenn fast alle Messungen der Teilchenphysik bereits präzise vom Standardmodell beschrieben werden können, bleibt die Entschlüsselung der Struktur von Materie im sub-atomaren Bereich eine der drängendsten Forschungsfragen der fundamentalen Physik. Dabei geht es um die Frage: Wo verstecken sich neue fundamentale physikalische Phänomene? Einige der interessantesten Messungen der letzten Jahre beinhalten ein Zusammenspiel der starken (“Color”) und der schwachen (“Flavor”) Wechselwirkung.
Dieses Zusammenspiel wollen die Forscher*innen von der Universität Bonn, der TU Dortmund, der Universität Siegen und dem Forschungszentrum Jülich im vorgeschlagenen Exzellenzcluster näher beleuchten, indem sie in Theorie und Experiment eng zusammenarbeiten. Der Fokus liegt auf der Physik der Quarks und der Frage, wie diese fundamentalen Materiebausteine komplexe Bindungszustände bilden. Darüber hinaus sollen die Eigenschaften des Higgs-Bosons untersucht und die Suche nach dem Axion fortgesetzt werden.
Da sich die Massen der sechs bekannten Quarks über mehrere Größenordnungen erstrecken, reicht die zu ihrer Untersuchung nötige experimentelle Infrastruktur von Experimenten bei kleineren Energien am ELSA-Teilchenbeschleuniger in Bonn bis zu Experimenten bei höchsten Energien am Large Hadron Collider (LHC) am CERN in Genf, bei denen auch das Higgs-Boson untersucht werden kann. Mit Schwerpunkt an der TU Dortmund wird in enger Abstimmung mit dem Lamarr-Institut für Maschinelles Lernen und Künstliche Intelligenz ein Zentrum zur Entwicklung moderner, KI-gestützter Algorithmen aufgebaut.
Von der TU Dortmund sind Prof. Dr. Johannes Albrecht, Dr. Chris Malena Delitzsch, Prof. Dr. Gudrun Hiller, Prof. Dr. Kevin Kröninger und Prof. Dr. Julia Vogel aus der Fakultät Physik als Principal Investigators (PIs) an dem Cluster beteiligt. Sprecher ist Prof. Jochen Dingfelder von der Universität Bonn.
Der Exzellenzcluster-Antrag „Color meets Flavor” ist am 22. Mai 2025 bewilligt worden. Ab Januar 2026 erhält der Forschungsverbund für sieben Jahre Mittel in Höhe von je mehreren Millionen Euro jährlich.
Im Video der Universität Bonn, das diese nach der erfolgreichen Vorrunde veröffentlicht hat, spricht Prof. Dingfelder von „Color Meets Flavor” über das Projekt.
