Das Universum, die Stringtheorie und das Sumpfland • Cafe & Kosmos | Florian Wolf

Das Universum, die Stringtheorie und das Sumpfland • Cafe & Kosmos | Florian Wolf

Unser Universum wächst und wächst – und das immer schneller. Als treibende Kraft wird eine geheimnisvolle Form von „Dunkler“ Energie vermutet. Auch im sehr frühen Universum, beim Urknall, gab es eine Phase der beschleunigten Ausdehnung: die kosmische Inflation. In beiden Phasen spielt die Stringtheorie eine wichtige Rolle: Sie vereint die Quantenmechanik und die Relativitätstheorie als Quantengravitation. Allerdings treten in allen bisherigen Modellen unerwartete Probleme auf. Neue Erklärungen verspricht das „Sumpfland“: Damit beschreiben Physiker neue Vermutungen und Ausblicke für die Stringtheorie. Florian Wolf erläutert die Zusammenhänge.

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Neutrinos: Massenbestimmung durch KATRIN • Cafe & Kosmos | Susanne Mertens

Neutrinos: Massenbestimmung durch KATRIN • Cafe & Kosmos | Susanne Mertens

Das Neutrino ist eines der faszinierendsten Teilchen im Standardmodell der Teilchenphysik. Es fliegt durch Materie hindurch ohne nennenswerte Spuren zu hinterlassen. Es spielt eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Strukturen im frühen Universum. Eines der großen Rätsel, das uns das Neutrino bis heute aufgibt ist seine Masse. Ein neues Instrument soll hier Klarheit bringen: Am 11. Juni 2018 wurde das KATRIN-Experiment eingeweiht. Susanne Mertens vom Max-Planck-Institut für Physik erklärt, wie diese „Neutrinowaage“ funktioniert und welche Schlussfolgerungen sich aus der Neutrinomasse ziehen lassen. Mit ihrer Gruppe fahndet sie außerdem nach sterilen Neutrinos: Diese bisher unbekannte Neutrino-Variante kommt als weiterer Kandidat für Dunkle Materie infrage.

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Belle II Experiment: Phänomene jenseits des Standardmodells • Cafe & Kosmos | Thomas Kuhr

Belle II Experiment: Phänomene jenseits des Standardmodells • Cafe & Kosmos | Thomas Kuhr

Warum gibt es im Universum so viel mehr Materie als Antimaterie? Dieses und andere Phänomene lassen sich mit dem etablierten Standardmodell der Teilchenphysik nicht schlüssig erklären. Führende Wissenschaftler vermuten, dass das Standardmodell in eine umfangreichere Theorie eingebettet werden muss. Um die Phänomene jenseits des Standardmodells zu erklären, wollen die Forscher die Zerfallsprozesse so genannter B-Mesonen detailliert analysieren und deren Zerfallsstatistiken mit den Vorhersagen des Standardmodells vergleichen. Dazu bereitet ein internationales Forscherteam seit Jahren das Belle II-Experiment am Forschungszentrum KEK im japanischen Tsukuba vor. Thomas Kuhr von der LMU und Forscher im Exzellenzcluster Universe schildert Ihnen, wie das Belle II-Experiment funktioniert und was sich letztendlich die Teilchenphysiker davon erwarten.

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Dunkle Materie • Axionen und Mikrowellen + Fragerunde (2/2) • Cafe & Kosmos | Stefan Knirck

Dunkle Materie • Axionen und Mikrowellen + Fragerunde (2/2) • Cafe & Kosmos | Stefan Knirck

Ein Großteil der Masse im Universum scheint kein Licht auszusenden. Vieles spricht dafür, dass ein bisher unbekanntes Elementarteilchen diese „Dunkle Materie“ ausmacht. Stefan Knirck vom Max-Planck-Institut für Physik stellt einen aktuellen Teilchen-Kandidaten vor: das Axion. Wie kann man diese sehr leichten, unsichtbaren und nur schwach wechselwirkenden Elementarteilchen nachweisen?

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Dunkle Materie • Axionen und Mikrowellen (1/2) • Cafe & Kosmos | Stefan Knirck

Dunkle Materie • Axionen und Mikrowellen (1/2) • Cafe & Kosmos | Stefan Knirck

Ein Großteil der Masse im Universum scheint kein Licht auszusenden. Vieles spricht dafür, dass ein bisher unbekanntes Elementarteilchen diese „Dunkle Materie“ ausmacht. Stefan Knirck vom Max-Planck-Institut für Physik stellt einen aktuellen Teilchen-Kandidaten vor: das Axion. Wie kann man diese sehr leichten, unsichtbaren und nur schwach wechselwirkenden Elementarteilchen nachweisen?

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