Die Existenz von Dunkler Materie und die Asymmetrie zwischen Materie und Antimaterie im Universum geben Hinweise darauf, dass unser Verständnis der Natur noch unvollständig ist. Auch wenn fast alle Messungen der Teilchenphysik bereits präzise vom Standardmodell beschrieben werden können, bleibt die Entschlüsselung der Struktur von Materie im sub-atomaren Bereich eine der drängendsten Forschungsfragen der fundamentalen Physik. Dabei geht es um die Frage: Wo verstecken sich neue fundamentale physikalische Phänomene?
Einige der interessantesten Messungen der letzten Jahre beinhalten ein Zusammenspiel der starken (“Color”) und der schwachen (“Flavor”) Wechselwirkung. Dieses Zusammenspiel wollen die Forschenden im gemeinsam mit der TU Dortmund, der Universität Siegen und dem Forschungszentrum Jülich vorgeschlagenen Exzellenzcluster “Color meets Flavor“ in enger Zusammenarbeit zwischen Theorie und Experiment näher beleuchten. Der Fokus liegt auf der Physik der Quarks und der Frage wie diese fundamentalen Materiebausteine komplexe Bindungszustände bilden. Darüber hinaus sollen die Eigenschaften des Higgs-Bosons untersucht und die Suche nach dem Axion fortgesetzt werden. Da sich die Massen der sechs bekannten Quarks über mehrere Größenordnungen erstrecken, reicht die zu ihrer Untersuchung nötige experimentelle Infrastruktur von Experimenten bei kleineren Energien am ELSA-Teilchenbeschleuniger in Bonn bis zu Experimenten bei höchsten Energien am Large Hadron Collider (LHC) am CERN in Genf, bei denen auch das Higgs Boson untersucht werden kann.
Sprecher von “Color meets Flavor“ ist Jochen Dingfelder, Professor am Physikalischen Institut der Universität Bonn und Sprecher des Forschungs- und Technologiezentrums Detektorphysik. Die Cluster-Initiative gehört zu den ausgewählten 41 von deutschlandweit 143 begutachteten Skizzen.
Die Universität Bonn geht auch mit einer weiteren neuen Cluster-Initiative ("Unser Dynamisches Universum") in die nächste Runde des Exzellenzwettbewerbs. Bis August dieses Jahres müssen alle Anträge für Exzellenzcluster eingereicht werden. Die Förderentscheidung ist für Mai 2025 und der etwaige Förderbeginn für Anfang 2026 geplant.
