Kernmateriephysik
Der Stoff aus dem die Atomkerne sind
Mehr als 99,9 Prozent der Masse eines Atoms ist in den aus Protonen und Neutronen aufgebauten Atomkernen konzentriert. Kernmaterie hat daher im Vergleich zu normaler Materie, z. B. Wasser, eine um mehr als 14 Größenordnungen höhere Dichte. Ein Stückchen von der Größe eines Würfelzuckers würde mehr als 300 Millionen Tonnen wiegen.
Was passiert, wenn man Kernmaterie komprimiert oder stark erhitzt? Lassen sich auf diese Weise neue, bislang unerforschte Materieformen erzeugen? Um diese Fragen zu beantworten, wollen die Physiker Atomkerne auf über 95 Prozent der Lichtgeschwindigkeit beschleunigen und dann zur Kollision bringen. Für winzige Sekundenbruchteile entsteht in solchen Kern-Kern-Stößen hochverdichtete und sehr heiße Kernmaterie. Danach zerfällt diese in einen Schauer elementarer Teilchen, die von riesigen Detektoren registriert werden. Die Spuren dieser Teilchen sollen den Wissenschaftlern neue Erkenntnisse über den Ablauf von Supernova-Explosionen und die Eigenschaften der dabei entstehenden Neutronensterne liefern.
Von besonderem Interesse ist der Übergang in eine neue, bislang unerforschte Materieform, die man im Zentrum von großen Neutronensternen vermutet. Bei sehr hohen Dichten und/oder Temperaturen sollten die Protonen und Neutronen ihre Identität verlieren und sich in ein Plasma bestehend aus Quarks, Gluonen und anderen Teilchen auflösen - das so genannte Quark-Gluon-Plasma.
Die Wissenschaftler nehmen an, dass sich im frühen Universum - etwa eine Millisekunde nach dem Urknall - ein umgekehrter Übergang vom Quark-Gluon-Plasma in die heutige, durch Protonen, Neutronen und Elektronen dominierte Materie vollzogen hat.
