Der Ursprung der Materie

Eröffnungsvorlesung mit Harald Lesch

21.04.2024

Harald Lesch, bekannt aus Funk und Fernsehen, eröffnet unsere Vorlesungsreihe “Der Ursprung der Materie” mit einem Vortrag über die Entstehung der Elementarteilchen und Grundkräfte, die primordiale Nukleosynthese sowie Strukturbildung im Universum.

Hier geht es zur Aufzeichnung.

Wo? Audimax, Campus Westend, Goethe-Universität Frankfurt, Theodor-W.-Adorno-Platz 5, 60323 Frankfurt am Main
Wann? 21. April 2024 um 14.00 Uhr

Der Vortrag wird in Deutsche Gebärdensprache übersetzt.

Mehr über Prof. Dr. Harald Lesch

Seit 1995 ist Professor Harald Lesch an der Ludwig-Maximilians-Universität München als Professor für Theoretische Astrophysik tätig. Zusätzlich bekleidet er seit 2002 die Position des Professors für Naturphilosophie an der Hochschule für Philosophie München. Seine mediale Präsenz erstreckte sich über Jahre als Fernsehmoderator bei BR alpha von 1998 bis 2007, und seit 2008 ist er für das ZDF tätig, wo er die Sendungen “Leschs Kosmos” und “Terra X” moderiert. Darüber hinaus betreibt er den YouTube-Kanal “Terra X Lesch und Co”. Seine Forschungs- und Arbeitsbereiche umfassen die kosmische Plasmaphysik, komplexe Systeme, den Klimawandel und Energie sowie die Wissenschaftskommunikation.

Das Universum vom Urknall bis heute mit Camilla Juul Hansen

15.05.2024

Die Herkunft der Elemente kann durch vielfältige Beobachtungen untersucht werden. Kleinere Sterne verbrennen Wasserstoff zu Helium, mittelgroße Sterne erzeugen Elemente wie Kohlenstoff, und in Explosionen entstehen die schwersten Elemente. Diese Elemente können wir mit verschiedenen Methoden – Satelliten, optischen und Gammateleskopen – beobachten. Schwere chemische Elemente wie Silber und Gold lassen sich nicht in größeren Mengen auf der Erde herstellen, sondern entstehen nur durch diese gigantischen Ereignisse. In diesem Vortrag wird die Entstehung der Elemente (von Kohlenstoff bis Uran) durch astronomische Beobachtungen geschildert und stellare Analysen schwerer Elemente gezeigt, um zu verstehen wie unsere Galaxie, die Milchstraße, sich chemisch entwickelt hat.

Wo? Sprach- und Kulturwissenschaften (SKW), Hörsaal B, Campus Westend, Goethe-Universität Frankfurt, Rostocker Str. 2, 60323 Frankfurt am Main
Wann? 15. Mai um 18.30 Uhr

Mehr über Prof.’in Dr. Camilla Juul Hansen

Camilla Juul Hansen studierte am Niels-Bohr-Institut in Kopenhagen und promovierte 2011 an der LMU München. Nach wissenschaftlichen Stationen in Kopenhagen, am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg und an der TU Darmstadt erhielt sie 2022 einen Ruf auf eine Professur an der Goethe-Universität. Ihre Forschung umfasst so vielfältige Themen wie Sternentstehung und -entwicklung, Spektroskopie von Sternen, Synthese schwerer Elemente in Supernovae und Astrobiologie.

Die dunklen Mächte des Universums mit Laura Sagunski

22.05.2024

Die unendlichen Weiten des Universums sind seit jeher Faszination und Sehnsuchtsort der Menschen zugleich. Doch woraus besteht das Universum eigentlich? Diese Frage versucht die Kosmologie zu beantworten. Und die erstaunliche Antwort ist: Nur zu 5 Prozent aus der Materie, wie wir sie auf der Erde und in Sternen kennen. 95 Prozent des Universums besteht aus Substanzen, die unbekannt sind: Dunkle Energie und Dunkle Materie! Doch was ist die Dunkle Energie, die zu einer beschleunigten Ausdehnung des Universums heute führt? Und was ist die geheimnisvolle Teilchennatur der Dunkle Materie? Können vielleicht die erst vor Kurzem entdeckten Gravitationswellen dabei helfen, diese fundamentalen offenen Fragestellungen zu beantworten? In diesem Vortrag wird erklärt, was wir bisher über Dunkle Energie und Dunkler Materie wissen und wie Gravitationswellen dabei helfen können, diese zu erforschen.

Wo? Physikalischer Verein, Hörsaal, Robert-Mayer-Straße 2, 60325 Frankfurt am Main
Wann? 22. Mai um 18.30 Uhr

Mehr über Prof.’in Dr. Laura Sagunski

Laura Sagunski promovierte 2016 an der Universität Hamburg in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Elektronensynchrotron (DESY). Nach Postdoc-Aufenthalten in Kanada und an der RWTH Aachen wurde sie 2020 zur Professorin für Theoretische Gravitationswellenphysik an die Goethe-Universität Frankfurt berufen. Ihre Forschung verbindet Gravitationswellenphysik eng mit Kosmologie, Astro- und Teilchenphysik und zielt darauf ab, grundlegende Fragen wie die Validität der Allgemeinen Relativitätstheorie und die Natur von Dunkler Energie und Materie zu beantworten.

Das spektakuläre Ende eines Sternenlebens mit Hans-Thomas Janka

05.06.2024

Bereits im Altertum und bis zu den Anfängen der neuzeitlichen Astronomie galten “neue Sterne” oder “Gaststerne” am sonst so unveränderlich erscheinenden Himmelsgewölbe als besonderes Zeichen göttlichen Wohlwollens. Heute wissen wir, dass diese als Supernovae bekannten Sternexplosionen zu den gewaltigsten und hellsten kosmischen Erscheinungen zählen, ohne die weder die Erde noch irdisches Leben möglich wären. Denn in Sternen entstehen die chemischen Elemente, denen wir unsere Existenz verdanken. Supernovae verbreiten diese Elemente im Weltall, wo dann neue Sterne und Planeten daraus hervorgehen. Mit den aufwändigsten Computermodellen und den empfindlichsten, je von Menschen gebauten Messinstrumenten schicken sich Astro- und Teilchenphysiker an, die Vorgänge im Innern der sterbenden Sterne zu enträtseln und die Folgen und Signale von Supernovae vorherzusagen.

Wo? Physikalischer Verein, Hörsaal, Robert-Mayer-Straße 2, 60325 Frankfurt am Main
Wann? 5. Juni um 18.30 Uhr

Mehr über Apl. Prof. Dr. Thomas Janka

Hans-Thomas Janka, 1991 an der TU München (TUM) promoviert, forscht am Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching und lehrt als außerplanmäßiger Professor an der TUM. Seine Forschungsgruppe widmet sich Fragen zur Entstehung von Neutronensternen und Schwarzen Löchern sowie kosmischen Phänomenen wie Gammastrahlenblitzen und Neutrinoastrophysik. Er erhielt Auszeichnungen wie die Otto-Hahn-Medaille der Max-Planck-Gesellschaft und die Karl-Schwarzschild-Medaille der Astronomischen Gesellschaft.

Alles relativ, oder was? mit Michael Kramer

19.06.2024

Unser Verständnis des Universums – dessen Anfang, Entwicklung und mögliches Ende – wird maßgeblich durch die Allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein beschrieben. Doch ist sie auch die richtige Theorie der Schwerkraft? Wie können wir sie überprüfen? Die Natur stellt uns mit Neutronensternen ein Werkzeug zur Verfügung, das einzigartig ist. Insbesondere Pulsare sind rotierende Neutronensterne, die als Uhren verwendet werden können. Mit diesen können wir die faszinierenden Vorhersagen der Relativitätstheorie untersuchen. Finden wir eine Übereinstimmung? Der Vortrag wird von der Suche nach Pulsaren mit den modernsten Teleskopen und IT-Techniken berichten, die Experimente beschreiben und versuchen, eine Antwort auf die Fragen zu geben.

Wo? Casino-Gebäude, Raum 1.801, Campus Westend, Goethe-Universität Frankfurt, Theodor-W.-Adorno-Platz 2, 60323 Frankfurt am Main
Wann? 19. Juni um 18.30 Uhr

Mehr über Prof. Dr. Michael Kramer

Michael Kramer promovierte 1995 an der Universität Bonn. Er war an verschiedenen renommierten Institutionen tätig, darunter das Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn, wo er 2009 zum Direktor ernannt wurde. Sein Fachgebiet ist die datenintensive Radioastronomie mit Schwerpunkt auf Neutronensternen, Schwarzen Löchern und Gravitationswellen. Kramer erhielt zahlreiche Auszeichnungen, darunter Preise von der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften, der Royal Astronomical Society und den Breakthrough-Prize in Fundamental Physics. Er ist Mitglied der Academia Europaea und der Akademie der Wissenschaften und Literatur in Mainz.

Einsteins außerirdisches Laboratorium mit Luciano Rezzolla

03.07.2024

Albert Einstein hat sie bereits vor mehr als 100 Jahren vorhergesagt: Neutronensterne und Schwarze Löcher, unglaubliche Phänomene der Schwerkraft. Kürzlich ist es erstmals gelungen, Aufnahmen von Schwarzen Löchern, den wohl faszinierendsten und rätselhaftesten Objekten im Universum, zu machen. Hierfür sind Teleskope, die den ganzen Erdball umspannen, und hochkomplexe Berechnungen vonnöten. Die “kleinen Brüder” der Schwarzen Löcher, die Neutronensterne, stellen wohl das reichhaltigste Laboratorium Einsteins dar. Für die Verschmelzung solcher Objekte in Doppelsternsystemen spielt nicht nur die Schwerkraft eine wesentliche Rolle: auch die anderen bekannten Naturkräfte, die elektromagnetische, die schwache und die starke Wechselwirkung, beeinflussen diesen Vorgang, der für die Produktion aller schweren Elemente unseres Periodensystems verantwortlich ist.

Wo? Casino-Gebäude, Raum 1.801, Campus Westend, Goethe-Universität Frankfurt, Theodor-W.-Adorno-Platz 2, 60323 Frankfurt am Main
Wann? 3. Juli um 18.30 Uhr

Mehr über Prof. Dr. Luciano Rezzolla

Luciano Rezzolla promovierte 1997 in Triest. Nach wissenschaftlichen Stationen u.a. am Albert-Einstein-Institut in Potsdam wurde er 2013 auf die Professur für Theoretische Astrophysik an der Goethe-Universität berufen. Er forscht zu Schwarzen Löchern und Neutronensternen, wobei er numerische Simulationen der Allgemeinen Relativitätstheorie einsetzt. Er wurde mit dem Karl-Schwarzschild-Preis und dem Breakthrough Prize for Fundamental Physics ausgezeichnet und ist Andrews-Professor für Astronomie am Trinity College in Dublin und Claus Wilhelm Fueck-Laureatus-Professor an der Goethe-Universität Frankfurt.

Auf der Jagd nach Neutronen mit Almudena Arcones

17.07.2024

Wie werden schwere Elemente im Universum produziert? Elemente, die schwerer als Eisen sind, werden hergestellt, indem leichtere Atomkerne in schneller Folge Neutronen einfangen, dadurch instabil werden und durch radioaktive Zerfallsprozesse in stabile Atomkerne übergehen. Dieser sogenannte r-Prozess ist für die Entstehung schwerer Elemente wie etwa Gold oder Uran verantwortlich. Aktuell werden wesentliche experimentelle und theoretische Fortschritte und Beobachtungen gemacht, um den r-Prozess und den Ursprung schwerer Elemente zu verstehen. Am wichtigsten war hierbei die Entdeckung von Gravitationswellen aus der Verschmelzung von Neutronensternen und dem nachfolgenden elektromagnetischen Signal im Jahr 2017, der sog. Kilonova. Diese Beobachtungen haben bewiesen, dass der r-Prozess bei diesen explosiven Ereignissen stattfindet. Dennoch stellt der r-Prozess die Kernphysik und die Astrophysik vor weitere Herausforderungen.

Wo? Casino-Gebäude, Raum 1.801, Campus Westend, Goethe-Universität Frankfurt, Theodor-W.-Adorno-Platz 2, 60323 Frankfurt am Main
Wann? 17. Juli um 18.30 Uhr

Mehr über Prof.’in Dr. Almudena Arcones

Almudena Arcones studierte Physik in Madrid und promovierte 2007 an der TU München und am Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching, wo sie sich auf Supernova-Simulationen konzentrierte. Nach Postdoc-Aufenthalten in Darmstadt und Basel erhielt sie 2012 eine Helmholtz-Nachwuchsgruppe an der Gesellschaft für Schwerionenforschung und eine Juniorprofessur an der TU Darmstadt, wo sie 2016 zur Professorin berufen wurde. 2016 erhielt sie einen ERC Starting Grant und 2020 wurde sie zum Fellow der American Physical Society ernannt. Seit März 2024 ist sie Fellow am Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg.

Kosmische Materie im Labor mit Tetyana Galatyuk

24.07.2024

Was passiert, wenn schwere Atomkerne, z.B. Gold oder Blei, in modernen Beschleunigeranlagen wie am CERN oder der Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) in der Nähe von Darmstadt mit nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und zur Kollision gebracht werden? Für eine außerordentlich kurze Zeit werden so Materiezustände mit extremen Temperaturen und Dichten erzeugt. Derartige Bedingungen herrschten im Universum nur wenige Mikrosekunden nach dem Urknall und existieren in ähnlicher Form bis heute im Inneren von Neutronensternen. Mit diesen sogenannten Schwerionenkollisionen besitzen wir ein einzigartiges Werkzeug, um diesen faszinierenden Materiezustand im Labor zu erzeugen und zu untersuchen. Der Vortrag soll einen Überblick über den aktuellen Stand der Erkenntnis zu den Eigenschaften von Kernmaterie unter extremen Bedingungen liefern. Diese Eigenschaften sind wichtig, um die Verschmelzung von Neutronensternen dynamisch beschreiben zu können.

Wo? Physikalischer Verein, Hörsaal, Robert-Mayer-Straße 2, 60325 Frankfurt am Main
Wann? 24. Juli 2024 um 18.30 Uhr

Mehr über Prof.’in Dr. Tetyana Galatyuk

Tetyana Galatyuk studierte Physik in Kyiv (Ukraine). 2004 arbeitete sie in der Abteilung für Reaktorsicherheit am Rivne AKW. Ein Jahr später begann sie ihre Doktorarbeit am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH auf dem Gebiet der Hochenergiekernphysik in den Forschungsgruppen HADES und CBM. Im Jahr 2009 promovierte sie an der Goethe-Universität Frankfurt. Im Jahr 2012 erhielt sie eine Helmholtz-Nachwuchsgruppe “Exploring Quark Matter with VIrtual Photons” zur Erforschung der Phasenstrukturen stark wechselwirkender Materie unter extremen Temperatur- und Dichtebedingungen mittels hochenergetischer Schwerionenkollisionen und wurde Juniorprofessorin an der TU Darmstadt. Seit 2018 ist Tetyana Galatyuk Gruppenleiterin “QCD Matter Research” in der Abteilung HADES an der GSI und Professorin für Experimentelle Hadronen- und Kernphysik am Institut für Kernphysik in Darmstadt. Im April 2024 wurde sie zur Sprecherin der Compressed Baryonic Matter Large International Collaboration an FAIR gewählt. Sie ist Preisträgerin des Röntgen-Preises 2013 und des Preises der Freunde und Förderer der Universität Frankfurt 2009. Ihre Forschungsschwerpunkte sind die Dileptonen- und Hadronenspektroskopie mit Hadronen- und Schwerionenstrahlen, Phänomenologie der elektromagnetischen Strahlung von Schwerionenkollisionen, Detektorinstrumentierung.

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