Centrum für fundamentale Physik in Mainz eingeweiht
Erweiterung des Physik-Quartiers auf dem Mainzer Gutenberg-Campus.
Mit dem Centrum für fundamentale Physik CFP erhält die Spitzenforschung des Exzellenzclusters PRISMA+ an der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz eine hervorragende Infrastruktur. Das viergeschossige Labor- und Bürogebäude CFP II bildet mit mehreren Forschungslaboren, einer zweigeschossigen Montagehalle sowie einem Konferenzbereich das oberirdische Gegenstück zum Um- und Erweiterungsbau der unterirdischen Experimentierhallen CFP I, in dem künftig der neue Elektronenbeschleuniger MESA betrieben wird.
Im Jahr 2012 wurde im Rahmen der damaligen Exzellenzinitiative der Exzellenzcluster PRISMA – Precision Physics, Fundamental Interactions and Structure of Matter – bewilligt und damit ein neuer Forschungsverbund in der Teilchen- und Hadronenphysik etabliert. In der nächsten Runde der Exzellenzstrategie setzte sich die Erfolgsgeschichte fort, 2019 ging mit PRISMA+ der Nachfolgecluster an den Start. Fast dreihundert Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beschäftigen sich derzeit im Rahmen des Exzellenzclusters PRISMA+ unter anderem mit der Erforschung der dunklen Materie, auf deren Eigenschaften bisher nur indirekt Rückschlüsse gezogen werden können, und haben auf diesem Gebiet in den vergangenen zehn Jahren herausragende wissenschaftliche Erfolge erzielt.
„Das CFP II beherbergt insbesondere auch Speziallabore für die Detektorentwicklung, einschließlich Reinraum und einer vierhundert Quadratmeter großen Montagehalle für den Bau großer Detektorkomponenten", erläutert Volker Büscher, Professor am Institut für Physik und Baubeauftragter des CFP II. Die Halle verfügt über eine eingebaute Krananlage und eine Lkw-Einfahrt, um die Forschungsgeräte zu internationalen Großforschungseinrichtungen wie dem CERN oder auch in die unterirdische MESA-Experimentierhalle des CFP I zu transportieren.
Die Herausforderung beim Bau der unterirdischen Experimentierhallen war es, in bis zu 11 Metern Tiefe an die bestehenden Experimentierhallen aus den 1960er Jahren nahtlos anzuschließen und die baulichen Erfordernisse für einen Beschleunigerbetrieb umzusetzen. So wurden etwa 36 Gründungspfähle mit einem Durchmesser von 1,20 Metern rund 34 Meter ins Erdreich eingelassen sowie zum Strahlenschutz eine 2,5 Meter dicke Stahlbetondecke an einem Tag gegossen.
Auf der sechshundert Quadratmeter großen Halle wurde schließlich oberirdisch ein zweigeschossiges Technikgebäude mit 590 Quadratmetern Fläche aufgebaut. Unterirdisch wird derzeit bereits der neue innovative Teilchenbeschleuniger MESA – Mainz Energy-Recovering Superconducting Accelerator – aufgebaut und in Betrieb genommen. Außerdem wurde eine neue Werkstatt mit Büro- und Aufenthaltsräumen mit 290 Quadratmetern sowie eine Lagerhalle mit 240 Quadratmetern dem Institut zur Nutzung zur Verfügung gestellt.
Der Labor- und Büroneubau CFP II versteht sich komplementär zur Erweiterung der bestehenden unterirdischen Experimentierhallen. Planerisch galt es, CFP II auf dem stark begrenzten Raum zwischen den bestehenden Gebäuden der Kernphysik und dem Helmholtz-Institut Mainz zu integrieren. Der Neubau mit einer Länge von 56 Metern, 31 Metern Breite und 23 Metern Höhe nutzt die vorherige Freifläche am Staudingerweg gegenüber dem Institut für Physik optimal. Die am Exzellenzcluster PRISMA+ beteiligten Gruppen sind in dem so vervollständigten Physik-Quartier in unmittelbarer Nähe zueinander untergebracht.
Das CFP II beherbergt Büros und Speziallabore für sechs neue Arbeitsgruppen aus den Forschungsschwerpunkten Neutrinophysik, Astroteilchenphysik, Dunkle Materie, Präzisionsphysik bei niedrigen Energien und Beschleunigerphysik und das PRISMA-Detektorlabor sowie für die Gastwissenschaftler. Hinzu kommen ein multifunktionaler Konferenzbereich für das Mainz Institute for Theoretical Physics sowie Büroflächen für die Verwaltung des Exzellenzclusters.
Der Exzellenzcluster PRISMA+ beschäftigt sich mit den grundlegenden Bausteinen der Materie und den Kräften, die zwischen ihnen wirken. All dies beschreibt das Standardmodell der Teilchenphysik mit beeindruckender Genauigkeit – und lässt doch grundlegende Fragen unbeantwortet: Warum haben sich nach dem Urknall Materie und Antimaterie nicht vollständig gegenseitig vernichtet? Woraus besteht die unsichtbare dunkle Materie, die mehr als achtzig Prozent der Masse des Kosmos ausmacht? Was ist die Rolle der rätselhaften Neutrinos im frühen Universum? Die Suche nach dieser „neuen Physik“ jenseits des Standardmodells ist Leitthema von PRISMA+.
JGU Mainz / RK
