Preiswürdige Quark-Gluon-Forschung

Die theoretische Physikerin Hannah Petersen ist mit der Zimanyi-Medaille der Ungarischen Akademie der Wissen­schaften ausgezeichnet worden. Mit der Ehrung wird ihre Arbeit auf dem Gebiet der relativistischen Schwer­ionen­kollisionen gewürdigt. Die junge Forscherin leitet seit 2012 eine Helmholtz-Nachwuchs­gruppe am GSI Helmholtz­zentrum für Schwer­ionen­forschung und lehrt als Professorin an der Frankfurter Goethe-Universität. Ihre Unter­suchungen sind wichtig für die Arbeit am künftigen Beschleuniger­zentrum FAIR, das derzeit bei GSI entsteht.

Die Auszeichnung nahm Hannah Petersen nun bei der Quark-Matter-Konferenz in Venedig entgegen, bei der sie auch die neuesten Ergebnisse ihrer Arbeits­gruppe präsentierte. Die Quark-Matter-Konferenz ist mit über 800 Teilnehmern die größte Veranstaltung in diesem Bereich. Hannah Petersen ist das jüngste Mitglied des inter­nationalen Beirats der Konferenz.

Auf dem Gebiet der relativistischen Schwerionen­kollisionen, die die Möglichkeit bieten, stark wechsel­wirkende Materie unter extremen Bedingungen zu untersuchen, arbeitet Hannah Petersen an neuen theoretischen Beschreibungen des Materie­zustands kurz nach dem Big Bang. „Durch die Beschleunigung von Blei- oder Gold­kernen auf nahezu Licht­geschwindigkeit und deren Kollision können Temperaturen und Dichten erreicht werden, wie sie im frühen Universum nur Mikrosekunden nach dem Urknall, dem Big Bang existiert haben,“ erläuterte Hannah Petersen ihre Forschung. Bei so hohen Energie­dichten sagt die grundlegende Theorie der starken Wechselwirkung, die Quanten­chromo­dynamik, eine neue Phase der Materie voraus: das Quark-Gluon-Plasma, das sich unter extrem hohen Druck explosions­artig ausdehnt.

Hannah Petersen erkannte und untersuchte als eine der Ersten, dass und wie der Verlauf dieser Explosion von Dichte- und Temperatur­schwankungen als Folge von Quanten­effekten beeinflusst wird. Über den Vergleich von Theorie und experimentellen Daten stellte die junge Forscherin ein viel­zitiertes Hybrid-Modell auf, das die Dynamik des Plasmas und seine Viskosität in Abhängigkeit vom jeweiligen Anfangs­zustand der Quanten­fluktuation abbildet.

Das künftige Beschleunigerzentrum FAIR wird den Forschern Bedingungen zur Verfügung stellen, wie sie sonst nur im Welt­all herrschen. Die Arbeit von Hannah Petersen und ihrer Nachwuchs­gruppe ist ein wichtiger Baustein, um aus den Experimenten wesentliche Schlüsse zu ziehen. Ihr Haupt­ziel ist es, einen Transport­ansatz für die dynamische Beschreibung von Schwer­ionen­reaktionen bei FAIR mit modernsten Rechen­techniken zu entwickeln. Der wissen­schaftliche Geschäfts­führer von GSI und FAIR, Paolo Giubellino, zeigte sich sehr erfreut über die Auszeichnung für die junge Forscherin: „Mit ihrer Analyse­methode legt Hannah Petersen wichtige neue Grund­lagen für experimentelle Messungen an FAIR. Ihre Arbeit wurde nun zu Recht mit der höchsten Auszeichnung für junge theoretische Forscher in der Schwer­ionen­physik gewürdigt.“

Die Zimanyi-Medaille wird vom Wigner-Forschungs­zentrum für Physik der Ungarischen Akademie der Wissenschaften in Budapest verliehen. Mit der Ehrung soll an den 2006 verstorbenen Kern­physiker József Zimányi erinnert werden. Zimányi war unter anderem Mitglied der Ungarischen Akademie der Wissenschaften und Professor am Institut für Teilchen- und Kern­physik (RMKI). Die Medaille wird an theoretische Physikerinnen und Physiker verliehen, die jünger als vierzig Jahre sind und deren Forschung auf dem Gebiet der theoretischen Hoch­energie-Kernphysik wichtige inter­nationale Anerkennung und Wirkung erlangt hat.

GSI / DE