Joachim Kopp erhält ERC Starting Grant für Forschungen in Teilchen- und Astroteilchenphysik

Förderung in Höhe von 800.000 Euro für Erforschung neuer Ansätze in theoretischer Neutrinophysik

16.12.2014

Prof. Dr. Joachim Kopp erhält eine Förderung des Europäischen Forschungsrats (ERC) über 800.000 Euro für Arbeiten in der theoretischen Teilchen- und Astroteilchenphysik. Als Professor am Exzellenzcluster "Precision Physics, Fundamental Interactions and Structure of Matter" (PRISMA) der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) beschäftigt sich Kopp insbesondere mit Neutrinos und der Dunklen Materie und wird den ERC Starting Grant dafür verwenden, neue Ansätze in der theoretischen Neutrinophysik zu verfolgen.

Neutrinos sind Elementarteilchen, die elektrisch neutral sind und nur eine sehr geringe Masse aufweisen. Weil sie mit anderen Teilchen kaum wechselwirken, ist ihr experimenteller Nachweis extrem schwierig. Dennoch haben seit der Jahrtausendwende zahlreiche Großexperimente – einige davon unter signifikanter Beteiligung der JGU – bahnbrechende neue Einblicke in die Welt der Neutrinos geliefert. "Die Neutrinophysik ist durch die großen experimentellen Fortschritte der jüngsten Zeit zu einer treibenden Kraft für die Astroteilchenphysik geworden", erklärt Kopp. "Das jetzt vom ERC bewilligte Projekt ist ein unverzichtbares Pendant der Theorie zu den rasanten Entwicklungen bei den Experimenten."

So bietet sich aufgrund der experimentellen Erkenntnisse in Sachen Neutrinos ein teilweise kontroverses Bild und Wissenschaftler mutmaßen, dass es neben den drei bekannten Neutrinoarten noch weitere Spezies geben könnte. Damit wäre das bisher durch das Standardmodell erklärte Weltbild der Elementarteilchenphysik überholt. Prof. Dr. Joachim Kopp wird die Suche nach sogenannten sterilen Neutrinos durch die theoretische Interpretation experimenteller Ergebnisse und durch die Entwicklung neuer theoretischer Modelle begleiten.

Kopp wird sich außerdem mit dem Phänomen der Neutrinooszillation in Supernovae befassen, der periodischen Umwandlung von einer Neutrinoart in eine andere. Dabei will er insbesondere untersuchen, welchen Einfluss die Quanteneigenschaften der Neutrinos haben.

Im dritten Projektteil widmet sich Kopp mit seiner Arbeitsgruppe dem möglichen Zusammenhang zwischen Neutrinos und Dunkler Materie. Dunkle Materie macht ungefähr 23 Prozent unseres Universums aus, die für uns sichtbaren Elementarteilchen nur etwa vier Prozent. Bisher ist unbekannt, aus was sich die Dunkle Materie zusammensetzt, aber nach Einschätzung von Kopp stellen sterile Neutrinos einen vielversprechenden Kandidaten dar. Er wird Mechanismen untersuchen, durch die Dunkle Materie bestehend aus sterilen Neutrinos im frühen Universum entstanden sein könnte.

Der ERC Starting Grant ist eine der höchstdotierten Fördermaßnahmen der EU, die an junge Wissenschaftler vergeben wird. ERC Starting Grants unterstützen herausragende Wissenschaftler am Anfang ihrer Karriere, wenn sie ihr eigenes Forschungsteam oder Forschungsprogramm aufbauen. Zusätzlich zur wissenschaftlichen Exzellenz müssen die Antragsteller den bahnbrechenden Ansatz ihres Projekts und seine Machbarkeit nachweisen, um die Förderung zu erhalten.