Große Bandbreite: Forschungsbeiträge von GSI/FAIR in „Nature Reviews“ erschienen
17.11.2021 |
Gleich zwei wichtige Forschungsbeiträge von GSI und FAIR sind bei der weltweit beachteten Online-Zeitschrift „Nature Reviews“ prominent nebeneinander erschienen. In beiden Themen steckt spezielle GSI- und FAIR-Forschungskompetenz auf internationalem Spitzenniveau: In der Rubrik „Perspective“ geht es um „Neue Richtungen der in der Hyperkern-Physik“, in der Rubrik „Review Article“ stehen „Physikalische und biomedizinische Herausforderungen der Krebstherapie mit beschleunigten Schwerionen“ im Fokus.
„Das eng beieinanderliegende Erscheinen der beiden Inhalte demonstriert exemplarisch das außerordentlich weite thematische Spektrum an Spitzenforschung bei GSI und FAIR von Grundlagenforschung bis angewandte Forschung. Ich freue mich sehr über die herausragende und breit aufgestellte Wissenschaft auf unserem Forschungscampus“, sagt der Wissenschaftliche Geschäftsführer von GSI und FAIR, Professor Paolo Giubellino.
Mit medizinischer Forschung beschäftigt sich der Beitrag von Professor Marco Durante, Leiter der GSI-Abteilung Biophysik, den er gemeinsam mit zwei renommierten Radioonkologen veröffentlicht hat: Professor Jürgen Debus, Wissenschaftlich-medizinischer Direktor des Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrums (HIT) und Ärztlicher Direktor der Klinik für Radio-Onkologie und Strahlentherapie an der Universität Heidelberg, und Professor Jay Stephen Loeffler, Leiter der Strahlenonkologie am Massachusetts General Hospital und der Harvard Medical School in Boston.
Der Artikel beschreibt den aktuellen Stand der Schwerionen-Strahlentherapie, mit der GSI in Europa als Erste begonnen hatte. Die klinischen Ergebnisse aus Japan und Deutschland sind vielversprechend, doch ist weitere Forschung und Entwicklung im Bereich der Beschleuniger und der Strahlführung erforderlich, um die Geräte kleiner und kostengünstiger zu machen und um neue, faszinierende Behandlungsmodalitäten wie FLASH und radioaktive Ionenstrahlen für die bildgesteuerte Therapie zu nutzen. Durante und seine Mit-Autoren weisen darauf hin, dass die Kombination von leichten und schweren Ionen – eher als ein „Allheilmittel“ zu sein – optimale biologische Wirkungen haben kann, und unterstreichen die Notwendigkeit weiterer vorklinischer Forschung in diesen Bereichen.
Um Grundlagenforschung dreht sich der Beitrag von Professor Takehiko R. Saito, leitender Wissenschaftler aus der GSI/FAIR-Forschungssäule NUSTAR, den er als Erstautor gemeinsam mit mehreren Forschungskolleg*innen veröffentlicht hat. Von GSI/FAIR waren Vasyl Drozd, Dr. Shizu Minami und Professor Christoph Scheidenberger beteiligt.
Die Forschenden lenken den Blick auf Hyperkerne; das sind Kerne, die neben Protonen und Neutronen einen weiteren Kernbaustein mit einem so genannten Strange-Quark enthalten. Die Untersuchungen solcher Hyperkerne mittels energetischer Schwerionenkollisionen haben bei den leichten Hyperkernen mit nur wenigen Protonen oder Neutronen und einem Λ-Hyperon - letzteres enthält das Strange Quark - einige Überraschungen ergeben, z.B. die unerwartete Existenz eines gebundenen Zustands von zwei Neutronen mit einem solchen Λ-Hyperon. „Die Lösung dieser Rätsel wird sich auf unser Verständnis nicht nur der grundlegenden baryonischen Wechselwirkungen mit Strange-Quarks, sondern auch der Beschaffenheit des tiefen Inneren von Neutronensternen auswirken. Wir fassen hier laufende Projekte und Experimente an verschiedenen Einrichtungen weltweit zusammen und skizzieren Zukunftsperspektiven“, erläutern die Autoren. (BP)
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Veröffentlichung "New directions in hypernuclear pysics" in Nature Reviews Physics (Englisch)
