Um dies zu erreichen, müsste man den Zustand “quasifreier”, ungebundener Quarks bei hoher Temperatur oder hoher Dichte experimentell untersuchen können – Im Gegensatz zum Zustand der in Protonen, Neutronen oder anderen Hadronen gebundenen Quarks im sogenannten Confinement. Dazu müssten sich die Nukleonen in ihre Bestandteile der Quarks und Gluonen auflösen. Einen solchen Zustand, in dem sich Quarks und Gluonen voneinander lösen und als quasifreie Teilchen agieren können, nennt man das Quark-Gluon-Plasma (QGP).
Seit einiger Zeit versuchen Physiker*innen auf der ganzen Welt, diesen QGP-Zustand, den Materiezustand kurz nach dem Urknall, für sehr kurze Zeit wieder zu erzeugen und dann seine Eigenschaften zu untersuchen, indem schwere Ionen mit sehr hoher Energie aufeinander geschossen werden. Dabei werden Temperaturen von einigen Billionen Kelvin erzeugt, einige Hundertausende mal heißer als das Innere der Sonne und heiß genug, um Protonen und Neutronen in Quarks und Gluonen zu schmelzen.
Will man also etwas über den Zustand unseres Universums einige Millionstel Sekunden nach dem Urknall lernen, so braucht man keine Teleskope sondern große Beschleunigeranlagen wie beispielsweise den LHC am CERN.
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Der sehr heiße Materiezustand von der Größe etwa einer Milliardste eines Zentimeters im Durchmesser erlaubt nun zum ersten Mal Einblicke in die früheste Phase unseres Universums. Das ALICE-Experiment, eins der vier großen Experimente am LHC, hat sich zum Ziel gesetzt, diesen Materiezustand genauer zu untersuchen. Die Experimente am LHC untersuchen dabei das Phasendiagramm bei hoher Temperatur und kleiner Dichte.
Ein besseres Verständnis des QGP ist von großem Interesse, da es eine experimentelle Bestätigung für das aktuelle Verständnis der Struktur der Materie liefern kann. Man ist in der Lage, das Verhalten von Quarks ohne Confinement zu untersuchen.
Im Rahmen einer Bachelor- oder Masterarbeit in der Arbeitsgruppe wird man Teil dieser sehr aktuellen, spannenden Wissenschaftsgeschichte. Man bearbeitet sein eigenes Puzzlestück im gemeinsamen Verständnis der Eigenschaften des Quark-Gluon-Plasma-Zustands der Materie, man analysiert Daten des ALICE-Experiments am LHC und trägt mit der eigenen Arbeit dazu bei, einen Teilaspekt der physikalischen Vorgänge kurz nach dem Urknall besser zu verstehen.
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