• 28.08.2019
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CHIPP Preis 2019 geht an den PSI-Forscher Dr. Michał Rawlik

Das Neutron und eine grosse Frage

Der Teilchenphysiker Michał Rawlik (29), der an der Jagiellonen-Universität in Krakau Physik studierte und an der ETH Zürich promoviert hat, erhält den CHIPP Preis 2019. Foto: B. Vogel
Bild: CHIPP, Switzerland
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Der Teilchenphysiker Michał Rawlik (29), der an der Jagiellonen-Universität in Krakau Physik studierte und an der ETH Zürich promoviert hat, erhält den CHIPP Preis 2019. Foto: B. Vogel
Der Teilchenphysiker Michał Rawlik (29), der an der Jagiellonen-Universität in Krakau Physik studierte und an der ETH Zürich promoviert hat, erhält den CHIPP Preis 2019. Foto: B. Vogel (Bild: CHIPP, Switzerland)

Michał Rawlik, Wissenschaftler an der Eidgenössisch Technischen Hochschule in Zürich (ETHZ), wird mit dem CHIPP-Preis 2019 ausgezeichnet. Der 29jährige Forscher erhält die Ehrung für seine Doktorarbeit zum elektrischen Dipolmoment des Neutrons. Das von ihm mitentwickelte Experiment könnte dereinst bei der Beantwortung der Frage helfen, warum es im Universum viel mehr Materie als Antimaterie gibt.

Diese Woche ist es wieder so weit: Mehrere Hundert Physikerinnen und Physiker treffen sich zu der Jahrestagung der Schweizerischen Physikalischen Gesellschaft (SPG), die in diesem Jahr gemeinsam mit der österreichischen Schwesterorganisation ÖPG abgehalten wird. Teil der fünftägigen Veranstaltung an der Universität Zürich sind auch die in der Schweiz tätigen Teilchenphysikerinnen und Teilchenphysiker, die im Swiss Institute of Particle Physics (CHIPP) organisiert sind. Sie tauschen in Zürich mit Vorträgen und Postern ihre wissenschaftlichen Erkenntnisse aus und betreiben Networking in der international geprägten Community.

Suche nach dem elektrischen Dipolmoment

Ein Höhepunkt der Veranstaltungswoche war heute die Verleihung des CHIPP-Preises 2019. Die Auszeichung wird jedes Jahr an eine Nachwuchsforscherin bzw. einen Nachwuchsforscher für eine herausragende wissenschaftliche Leistung vergeben. In diesem Jahr geht der Preis an Michał Rawlik von der ETH Zürich. Rawlik hat im Rahmen seiner 2018 abgeschlossenen Doktorarbeit an einem Experiment am Paul Scherrer Institut (PSI) im aargauischen Villigen mitgearbeitet, mitaufgebaut und schliesslich auch die Daten ausgewertet. Mit dem Experiment soll in den nächsten Jahren geklärt werden, ob das nach aussen elektrisch neutrale Neutron in seinem Innern eine ungleichmässige Ladungsverteilung (elektrisches Dipolmoment) aufweist. Rawlik erhalte den Preis «für seinen aussergewöhnlichen Beitrag zur Verbesserung der experimentellen Techniken zur Entdeckung des elektrischen Dipolmoments des Neutrons, darüber hinaus auch für die Erforschung der Konsequenzen solcher Messungen bei der Ermittlung der Grenzen möglicher Axion-Felder”, schreibt die CHIPP-Preis-Jury in ihrer Würdigung.

Michał Rawliks Arbeiten zur Erforschung des elektrischen Dipolmoments sind in einem Artikel dargestellt, der bereits früher auf dieser Plattform veröffentlicht wurde. Wie aus der Würdigung der CHIPP-Peis-Jury hervorgeht, schlug Rawlik in seiner Doktorarbeit auch den Bogen vom Dipolmoment von Neutronen zu den Axionen. Axione sind hypothetische Elementarteilchen, aus denen die Dunkle Materie bestehen könnte. Dunkle Materie ist eine Form von Materie, die keinerlei Wechselwirkung mit Photonen (Lichtteilchen) eingeht, oder falls doch, die Kopplung von Photonen an Dunkle Materie Teilchen äusserst schwach ist (daher «dunkel»), die aber die Weiten des Universum ausfüllen muss, wenn die heute bekannten Gesetze der Gravitationskraft Gültigkeit haben sollen.

Der Dunklen Materie auf der Spur

Heute wird rund um den Globus daran geforscht, was Dunkle Materie ist bzw. woraus sie besteht. Eine Theorie postuliert, Dunkle Materie bestehe aus Axionen. Doch wie lässt sich die Existenz solcher Teilchen nachweisen? Michał Rawlik hat in seiner Doktorarbeit Überlegungen angestellt, die es ermöglichen würden, die Axionen mithilfe des Experiments nachzuweisen, das er gemeinsam mit einem Team zur Erforschung des elektrischen Dipolmoments gemeinsam mit einem Team am PSI mit aufgebaut hat.

Während andere Forscher versuchen, Axionen über eine mögliche Kopplung an Photonen nachzuweisen, hat Rawlik einen anderen Weg eingeschlagen: Er hat untersucht, wie die Dunkle-Materie-Teilchen möglicherweise über ihre Kopplung an Gluonen oder Nukleonen (Protonen, Neutronen) nachweisbar sein könnten. Der Forscher, der seine Dissertation im Team von Prof. Klaus Kirch (ETHZ/PSI) erarbeitet hat, hat dafür Datensets ausgewertet, die im PSI in den Jahren 2015/16 bei der Suche nach dem elektrischen Dipolmoment aufgezeichnet wurden.

Immer höhere Messgenauigkeit

Bisher haben die Auswertungen keine Hinweise auf Axionen ergeben. Das letzte Wort sei aber noch nicht gesprochen, ist Michał Rawlik überzeugt, denn durch verbesserte Experimente könne die Suche weiter verfeinert werden: «Indem wir die Daten aus der Vergangenheit mit den Daten aus künftigen Experimenten zum elektrischen Dipolmoment verbinden, machen wir die Untersuchung empfindlich für noch kleinere Axion-Massen.»

Autor: Benedikt Vogel

The presentation of this work is scheduled for Thursday 29 August 2019 at the SPS/OPG annual meeting at the University of Zurich, here is his talk.

Ein Video mit Preisträger Michał Rawlik finden Sie hier: xxx

CHIPP Prize 2019 Rawlik

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