Am 10.01.2023 besuchte der Physik-Leistungskurs (Q3) der Singbergschule von Herrn Parr das Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (kurz GSI) in Darmstadt.

Eine Physikerin des Forschungszentrums brachte uns durch eine Präsentation die Forschungsschwerpunkte des GSI näher. Diese sind neben der Krebstherapie mit Ionen vor allem die Erforschung der chemischen Elemente und deren Isotope. Beim GSI wurden sechs neue Elemente entdeckt: Bohrium, Hassium, Meitnerium, Darmstadtium, Roentgenium und Copernicium.

Nach dem Vortrag begann die Führung. Die erste Station war der Linearbeschleuniger. In der 130 m langen Halle liefen dutzende Vakuumpumpen, um das Hochvakuum innerhalb der Röhre zu halten. Danach ging es zur Steuerzentrale und dann in den Bereich, in dem die Wissenschaftler ihre Experimente durchführen. Dort wurde auch die Station gezeigt, an der die neuen Elemente entdeckt wurden. Diese wurde während der Führung mit flüssigem Stickstoff befüllt. Unsere Referentin ergänzte, dass beim Entdecken neuer Elemente Massenspektrometer zum Einsatz kommen, die alle Elemente filtern, die nicht die gewollte Ladung und Masse besitzen.

Nun ging es nach draußen in Richtung FAIR-Baustelle, eines weiteren Ringbeschleunigers, der einen Umfang von 1,1 km hat und bei dem Teilchen 90% der Lichtgeschwindigkeit erreichen werden. Zudem kann die Anlage nicht nur die klassische Materie beschleunigen, sondern auch Antimaterie in Form von Antiprotonen. Die Baustelle ist riesig und besitzt u. a. zwei kleine Umspannwerke und eine Zementfabrik.

Die vorletzte Station der Führung war ein Ringspeicher, indem die beschleunigten Elemente für weitere Experimente zur Verfügung stehen. So wird z.B. Blei so stark ionisiert, dass nur noch ein Elektron in der Nähe des Atomkerns ist. Das Elektron dieses nun wasserstoffähnlichen Atoms kann nun untersucht werden. In der Nähe ging es zum Elektron-Positron-Detektor (HADES), der Teilchen mit sehr hoher Präzision misst und so sehr seltene Teilchen findet. Der Kurs war verblüfft, als die Referentin erläuterte, dass das GSI mit dem CERN in Genf zusammenarbeitet und man sich gegenseitig, z. B. beim Bau von Messanlagen unterstützt. Der im Bau befindlichen FAIR-Beschleuniger soll eine der großen Fragen unserer Zeit beantworten: „Woher kommt die Masse von Materie?“.