Hoch dotierte Neutrinoforschung

Joachim Kopp erhält eine Förderung des Europäischen Forschungsrats über 800.000 Euro für Arbeiten in der theoretischen Teilchen- und Astroteilchenphysik. Joachim Kopp kam im Mai 2014 auf eine Tenure-Track-Professur an das Exzellenzcluster PRISMA der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU). Er beschäftigt sich insbesondere mit Neutrinos und der Dunklen Materie und wird die Förderung durch den Europäischen Forschungsrat (European Research Council – ERC) dafür verwenden, neue Ansätze in der theoretischen Neutrinophysik zu verfolgen. Der ERC Starting Grant ist eine der höchstdotierten Fördermaßnahmen der EU, die an junge Wissenschaftler vergeben wird.

Weil Neutrinos 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 Joachim 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. Joachim Kopp wird die Suche nach sogenannten sterilen Neutrinos durch die theoretische Interpretation experimenteller Ergebnisse und durch die Entwicklung neuer theoretischer Modelle begleiten.
Er 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.

JGU / DE