Wissenschaft

Teilchenbeschleuniger

Eine Kernkompetenz von RI ist die Herstellung von Schlüsselkomponenten und Systemen für Teilchenbeschleuniger. Teilchenbeschleuniger sind Maschinen, die elektromagnetische Felder nutzen, um geladene Teilchen wie Elektronen oder Ionen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen und sie in genau definierten Strahlen zu bündeln. Sie werden für die Grundlagenforschung und die angewandte Forschung in den Naturwissenschaften genutzt, aber auch in vielen technischen und industriellen Bereichen eingesetzt, die nichts mit der Grundlagenforschung zu tun haben.

Teilchenphysik

In der Teilchenphysik werden große Beschleuniger wie der LHC am CERN in Genf als Collider eingesetzt, die das Fenster zu den Strukturen der subatomaren Welt öffnen. Elementarteilchen werden mit der höchstmöglichen Energie zur Kollision gebracht. Die Untersuchung ihrer Fragmente nach solchen Kollisionen kann auf die Existenz neuer Teilchen hindeuten, wie z.B. vor einigen Jahren auf das berühmte Higgs-Boson, ein halbes Jahrhundert nachdem es von Theoretikern vorhergesagt wurde.

Kosmologie

Die größte Teilchenquelle, die RI je gebaut hat, hilft bei der Bestimmung der Masse von Neutrinos, den am schwersten zu fassenden Elementarteilchen. Die Quelle ist Teil des Karlsruher Tritium-Neutrino-Experiments KATRIN, einem Experiment der Superlative, das unser Wissen über das Universum durch die Beantwortung einer der grundlegendsten und wichtigsten Fragen der modernen Teilchenphysik und Kosmologie ergänzen soll, nämlich der Frage nach der Masse von Neutrinos.

Nuklearphysik

Durch die Kollision schwerer Atomkerne können Teilchenbeschleuniger auch dazu verwendet werden, im Labor extreme Materiezustände zu erzeugen, die normalerweise nur in den Tiefen des Weltraums existieren. Dadurch erhoffen sich die Forschenden neue Erkenntnisse über die Struktur der Materie und die Entwicklung des Universums vom Quark-Gluon-Plasma direkt nach dem Urknall bis zur heutigen Welt, wie wir sie kennen.

Energie und Fusionsforschung

Fusion ist eine Form der Energieerzeugung, die auf Kernfusionsreaktionen beruht, die Wärme erzeugen. Sie ist die Energiequelle unserer Sonne, und es wird intensiv daran geforscht, dasselbe Prinzip auch auf der Erde zur Energieerzeugung zu nutzen. Apparaturen, die die Fusionswärme für die Stromerzeugung nutzen sollen, werden als Fusionsreaktoren bezeichnet. Sie befinden sich zwar noch im Versuchsstadium, haben aber das Potenzial, die Energieerzeugung auf der Welt zu revolutionieren. Die extremen Bedingungen in Fusionsreaktoren stellen besondere Anforderungen an die verwendeten Materialien und an die Zulieferindustrie wie uns bei RI.