Exzellenzcluster Color Meets Flavor gestartet
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Im Hörsaal räumte er gleich mit dem Irrtum auf, dass es bei „Color meets Flavor“ ganz wörtlich um Farb- und Geschmackskombinationen gehen könnte. Die Begriffe sind in der Physik historisch gewachsen und beschreiben Eigenschaften von Elementarteilchen, die zu starker bzw. schwacher Wechselwirkung im Inneren eines Atomkerns führen. Schon in der Mittelstufe lernen Schüler*innen, dass dies zwei der vier bekannten Grundkräfte sind. Lange glaubte man, dass es auch nur vier Elementarteilchen gebe. Doch durch Phänomene in kosmischer Strahlung oder bei Experimenten in Teilchenbeschleunigern konnte nachgewiesen werden, dass es acht weitere gibt. Eine Sonderstellung hat zudem das Higgs-Boson, das durch theoretische Berechnungen lange vermutet, aber erst 2012 wirklich gemessen werden konnte.
Das Standardmodell der Physik erweitern
Indes ist erwiesen, dass das heutige Wissen noch immer unvollständig ist und das sogenannte Standardmodell der Physik erweitert werden muss. In der Astrophysik etwa werden Werte gemessen, die durch die sichtbare Materie nicht erklärbar sind und auf eine „dunkle Materie“ deuten, die aus einem unbekannten Elementarteilchen wie dem Axion bestehen könnte. Bei Kollisionen in Beschleunigern wiederum werden exotische Zustände beobachtet, die nicht wie üblich aus drei, sondern aus vier oder fünf Elementarteilchen zu bestehen scheinen. Und noch immer ist nicht erklärbar, warum nach dem Urknall nicht gleich viel Materie und Antimaterie entstanden ist, sondern offenbar ein Überschuss an Materie.
Diesen Hinweisen will der neue Exzellenzcluster „Color Meets Flavor“ nachgehen. In naher Zukunft wird jedoch kein größeres Experiment verfügbar sein als der als „Weltmaschine“ bekannte Large Hadron Collider am CERN, der 100 Meter tief unter der Erde liegt und 27 km lang ist. Um weiter ins Unbekannte vorzudringen, müssen daher Theorie und Experiment eng verzahnt werden. Dabei sind hochpräzise Messungen an verschiedensten Maschinen gefragt, die durch Berechnungen mit hochleistungsfähigen Supercomputern analysiert und kombiniert werden. Der Exzellenzcluster profitiert dabei von der komplementären Expertise der Standorte, Zugang zu verschiedenen Großexperimenten und Europas schnellstem Supercomputer, JUPITER in Jülich.
Der Exzellenzcluster hat sich vorgenommen, die Öffentlichkeit an den grundlegenden Fragen der Physik und seinen Entdeckungen teilhaben zu lassen. Programme wie „Rent a Prof“ für Schulen, unterhaltsame Physik-Shows an ungewöhnlichen Orten oder Accounts auf Social-Media-Plattformen zählen zum Programm. Schon bei der Dortmunder Wissensnacht 2024 war auch ein Eisstand im Einsatz, der spielerisch den Aufbau der Materie vermittelte: Eine Kugel Eis symbolisierte hier ein Quark mit unterschiedlichen Geschmäckern, sodass ein „Proton“ zum Beispiel als zweimal Vanille („Up-Quark“) und einmal Himbeer („Down-Quark“) daherkam. Der Tipp von Prof. Alexander Lenz für alle Fans von „Brötchen und Borussia“: Bei der Science Night 2026 im September solle man sich nach den exotischen Zuständen erkundigen und ein „Penta-Quark“ bestellen, für den fünffachen Genuss.
Über das Team von Color Meets Flavor
Zu den Gründungsmitgliedern des Exzellenzclusters 3107 zählen 25 Wissenschaftler*innen der Universitäten Bonn, Dortmund und Siegen sowie dem Forschungszentrum Jülich. Sprecher ist Prof. Jochen Dingfelder aus Bonn. Von der TU Dortmund sind als Gründungsmitglieder mit dabei: Prof. Johannes Albrecht (Standortsprecher), Dr. Chris Malena Delitzsch, Prof. Gudrun Hiller, Prof. Kevin Kröninger und Prof. Julia Vogel. Die Förderung der ersten Phase läuft von 2026 bis 2032.
Zum Vortrag von Prof. Alexander Lenz
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