Die Breakthrough Prize Foundation hat am 5. April die Gewinner des Preises für Grundlagenphysik 2025 bekannt gegeben. Damit werden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler geehrt, die bemerkenswerte Entdeckungen im Bereich der fundamentalen Teilchen des Universums und der zugrunde liegenden mathematischen Prinzipien gemacht haben. An der TUM School of Natural Sciences sind Prof. Laura Fabbietti und Prof. Lukas Heinrich stolz darauf, für ihre gemeinsame Arbeit am LHC in den Projekten ALICE und ATLAS diese Auszeichnung zu erhalten. Beide sind Mitglieder des Exzellenzclusters ORIGINS, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert wird.
Der mit 3 Millionen US-Dollar dotierte Breakthrough-Preis für Physik ging in diesem Jahr an 13 508 Forscher aus über 70 Ländern, die gemeinsame Projekte am Large Hadron Collider (LHC) des CERN unterhalten, u.a. ALICE, ATLAS, CMS und LHCb. Prof. Heinrich erklärt, warum die Liste der Preisträger in diesem Jahr so lang war: „Unsere Forschung in ATLAS kann nur in solch groß angelegten Forschungsverbünden mit hunderten von Menschen durchgeführt werden.“ Mit dem Preis 2025 wird eine ganze Gemeinschaft von Forschern gewürdigt, während bei anderen Preisen vielleicht nur wenige Personen ausgezeichnet werden.
Da die Liste der Preisträger aus den Co-Autoren von Publikationen besteht, die auf den Daten des LHC-Laufs 2 basieren, die zwischen 2015 und dem 15. Juli 2024 veröffentlicht wurden, und nicht aus einer bestimmten Organisation, haben die Leiter der LHC-Experimente zugestimmt, das komplette Preisgeld an die CERN & Society Foundation zu spenden. Das Geld wird Doktoranden aus den Mitgliedsinstituten für einen Forschungsaufenthalt am CERN zur Verfügung gestellt, damit sie wertvolle Erfahrungen in Zusammenarbeit mit renommierten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern sammeln und neues Fachwissen in ihre Heimatländer und -Institutionen zurückbringen können.
ATLAS, das bereits für die Entdeckung des Higgs-Bosons im Jahr 2012 zusammen mit dem anderen Preisträger CMS bekannt ist, fährt fort, dessen Eigenschaften zu untersuchen, einschließlich allgemeiner Experimente, die das volle Potential nutzen, das die hochenergetischen und hochintensiven Protonen- und Ionenstrahlen des LHC bieten. Der ALICE-Detektor ermöglicht die Untersuchung des Quark-Gluon-Plasmas, eines Zustands extrem heißer und dichter Materie, welches in den ersten Mikrosekunden nach dem Urknall existierte. Durch die Durchführung dieser außerordentlich präzisen und heiklen Experimente haben diese gemeinschaftlichen LHC-Experimente die Grenzen der Grundlagenphysik in nie dagewesene Dimensionen verschoben.
Prof. Fabbietti würdigt die Bedeutung des CERN für die Entwicklung in ihrem Forschungsfeld. "Ich habe durch meine Teilnahme am CERN enorm profitiert. Für mich war es ein entscheidender Wendepunkt in meiner Karriere. Die Qualität der Daten gab uns die Möglichkeit, einzigartige Forschung zu betreiben und sich global zu vernetzen", sagt sie. Prof. Heinrich, dessen Gruppe sich intensiv mit der Erforschung des Higgs-Bosons und seiner Rolle im frühen Universum befasst, bezeichnete seine Beteiligung am LHC ebenfalls als zentral für seine Karriere. “Ich bin seit 15 Jahren Mitglied von ATLAS und habe diese Forschungsrichtung an die TUM gebracht, als ich Professor wurde. Es ist daher ein essentieller Bestandteil meiner Forschung.”
Die vier ausgezeichneten LHC-Experimente werden dafür gewürdigt, dass sie das Standardmodell der Teilchenphysik und andere Theorien mit hoher Präzision testen. Dazu gehören die präzise Messung der Eigenschaften des Higgs-Bosons und Experimente wie das Higgs-Feld den Elementarteilchen Masse verleiht. Auch die Untersuchung extrem seltener Teilchenwechselwirkungen und exotischer Materiezustände, die wahrscheinlich schon in den frühesten Momenten des Universums existierten, sind Bestandteil der Forschung. Die Forscher haben über 72 neue Hadronen entdeckt und subtilste Asymmetrien zwischen Materie und Antimaterie untersucht. Die Studien haben die Grenzen des Standardmodells erweitert und die Theorien über neue physikalische Phänomene wie dunkle Materie, Supersymmetrie und verborgene Dimensionen stark reduziert. Das Verhalten von Materie unter extremen Bedingungen von Temperatur und Energiedichte wurde erforscht und bietet einen Einblick in das frühe Universum und die Entstehung von Hadronen. Detaillierte Analysen von Hadronenpaar-Wechselwirkungen werfen auch ein Licht auf die Bildung von Molekülzuständen und die Dynamik der Hadronenwechselwirkung.
Weitere Informationen über den Breakthrough Prize
- Pressemitteilung der Breakthrough Prize Foundation https://breakthroughprize.org/News/91
- CERN & Society Foundation https://cernandsocietyfoundation.cern/
Weitere Informationen und Links zu TUM-Empfängern und Kooperationen
- Forschungsgruppe von Prof. Laura Fabbietti - Dense and Strange Hadronic Matter https://www.ph.nat.tum.de/denseandstrange/home/
- Forschungsgruppe von Prof. Lukas - Data Science in Physik https://www.ph.nat.tum.de/ph/wir/professorinnen/lukas-heinrich/
- ORIGINS https://www.origins-cluster.de/en/
- A Toroidal LHC ApparatuS (ATLAS) https://atlas.cern/
- A Large Ion Collider Experiment (ALICE) https://alice.cern/
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