Dem Aufbau des Universums auf der Spur

Was wiegen Neutrinos, die sogenannten Geisterteilchen? Wer schickt uns die energiereichsten Teilchen aus dem Kosmos? Schwarze Löcher? Neutronensterne? Aktive Galaxienkerne? Und wie ist das Universum aufgebaut? Solchen Fragen widmen sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im KIT-Zentrum Elementarteilchen- und Astroteilchenphysik (KCETA). Hier wird experimentelle und theoretische Forschung und Lehre an der Schnittstelle von Astrophysik, Elementarteilchenphysik und Kosmologie betrieben. Dazu gehören international verankerte Großprojekte der  Grundlagenforschung: So wiegt KATRIN die Neutrinos, die häufigsten massiven Teilchen im Universum. Das Pierre-Auger-Observatorium ist auf der Suche nach der höchstenergetischen Komponente der kosmischen Strahlung. KCETA ist damit eine einzigartige Plattform zur Erforschung der fundamentalen kleinsten Bausteine der Materie und ihrer Wechselwirkungen sowie ihrer Bedeutung und Rolle bei der Entstehung und der Evolution der größten Strukturen des Universums. KCETA pflegt eine ausgezeichnete Tradition der Zusammenarbeit, die insbesondere im Exzellenzzentrum für Teilchen- und Astroteilchenphysik CETA und im größten deutschen Graduiertenkolleg seit vielen Jahren gelebt wird.

Forschungshighlights

Das KIT-Zentrum Elementarteilchen- und Astroteilchenphysik (KCETA) ist an vielen internationalen Großexperimenten der physikalischen Grundlagenforschung beteiligt. So misst das Pierre-Auger-Observatorium in der argentinischen Pampa auf einer Fläche von 3 000 Quadratkilometern die höchstenergetische Komponente der kosmischen Strahlung, also von Elementarteilchen, die aus dem Universum auf die Erde treffen und teilweise unvorstellbar hohe Energien haben, Millionen mal mehr als irdische Teilchenbeschleuniger erreichen können. An den leistungsfähigsten Teilchenbeschleunigern auf der Erde ist KCETA ebenfalls beteiligt: Am Large Hadron Collider des CERN in Genf werden Reaktionen simuliert, die kurz nach dem Urknall stattgefunden haben. Ein Schwerpunkt der Forschung in KCETA sind Neutrinos: Mit der präzisesten Waage der Welt, dem Experiment KATRIN am Campus Nord des KIT, soll ihre Ruhemasse gemessen werden. Und mit dem IceCube Observatorium am Südpol messen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Neutrinos höchster Energien aus dem Weltall.