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GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH
Blick in den GSI-Linearbeschleuniger, mit dem die sechs neuen GSI-Elemente, darunter auch Darmstadtium, erzeugt wurden, © GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Foto: G. Otto

GSI ist eine vom Bund und dem Land Hessen geförderte Großforschungsanlage. Zu den Aufgaben gehören der Bau und Betrieb von Beschleunigeranlagen sowie die Forschung mit schweren Ionen. Im Mittelpunkt des Forschungsprogramms stehen Grundlagenuntersuchungen im Bereich der Kern- und Atomphysik. Parallel dazu haben sich anwendungsbezogene Forschungsaktivitäten entwickelt, z. B. eine neue Methode der Tumorbehandlung mit schweren Ionen. GSI hat seit der Gründung im Jahr 1969 zahlreiche wichtige Beiträge zum Verständnis der physikalischen Zusammenhänge bei der Entstehung der Materie und der Entwicklung des Universums geliefert. So wurden in DA allein sechs neue Elemente entdeckt, darunter Element 110 Darmstadtium, und pro Jahr werden mehr als 50 Experimente in den Forschungsrichtungen Kern- und Atomphysik bis hin zu Materialforschung sowie Biophysik durchgeführt. Jedoch werden in einigen Jahren die Forschungsmöglichkeiten mit der bestehenden Beschleunigeranlage ausgeschöpft sein. Viele noch unbeantwortete Fragen der Kernphysik lassen sich mit den bisherigen technischen Mitteln nicht beantworten. In der Physik sind immer leistungsfähigere und präziser arbeitende Beschleunigeranlagen notwendig.

3D-Ansicht der geplanten Beschleunigeranlage FAIR. Links im Bild sind die bestehenden GSI-Anlagen sichtbar, © FAIR GmbH/GSI GmbH

In den kommenden Jahren entsteht bei GSI deshalb eine neue Teilchenbeschleunigeranlage, die weltweit einzigartige Experimente ermöglichen wird. Durch das internationale Forschungszentrum FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) erhoffen sich Physiker neue Einblicke in die Struktur der Materie und die Evolution des Universums. Das Herzstück bildet ein großer Ringbeschleuniger mit 1.100 Metern Umfang. An diesen schließt sich ein komplexes System von Speicherringen und Experimentierstationen an. Der bereits existierende GSI-Beschleuniger dient dabei als Vorbeschleuniger. Der neue Beschleunigerkomplex FAIR wird Ionen- und Antiprotonenstrahlen in bisher unerreichter Intensität und Qualität liefern. Damit werden Experimente durchführbar, die bisher nirgendwo auf der Welt möglich waren: So wird zum Beispiel die „Starke Kraft“ – die fundamentale Wechselwirkung, die die Atomkerne zusammenhält – unter vielen verschiedenen Gesichtspunkten untersucht werden können. Darüber hinaus wird die Erzeugung und Untersuchung sehr seltener instabiler Atomkerne das Verständnis von der Entwicklung des Universums und der Entstehung der schweren Elemente entscheidend voranbringen. FAIR wird rund 3.000 Wissenschaftlern aus dem In- und Ausland einzigartige Forschungsmöglichkeiten bieten. Das Projekt ist damit nicht nur ein Meilenstein auf dem Weg zur Beantwortung zentraler naturwissenschaftlicher und philosophischer Fragen, sondern leistet einen wichtigen Beitrag zur Sicherung des Forschungsstandorts Deutschland.