Helmholtz Allianz für Astroteilchenphysik

Astroteilchenphysik ist ein junges, interdisziplinäres Forschungsfeld an den Schnittflächen von Elementarteilchenphysik, Astrophysik, Astronomie und Kosmologie. Wir wollen dieses dynamische Feld mit Hilfe der Helmholtz Allianz für Astroteilchenphysik (HAP) wesentlich befruchten und wissenschaftlich und strukturell voranbringen.

Allianzpartner sind:

	die Helmholtz-Zentren KIT und DESY,
	die 15 deutschen Universitäten: Aachen, Berlin (HU), Bonn, Dortmund (TU), Dresden (TU), Erlangen-Nürnberg, Hamburg, Mainz, Münster, München (TU), Potsdam, Siegen, Tübingen, Würzburg und Wuppertal,
	und die folgenden assoziierte Partner:
		die drei Max-Planck-Institute: MPIK Heidelberg, MPP München und MPE Garching,
		das Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas – ITeDA     (Buenos Aires, Argentinien),
		das Laboratoire APC – AstroParticule et Cosmologie (CNRS/IN2P3)     (Paris, Frankreich),
		das GRavitation and AstroParticle Physics in Amsterdam – GRAPPA     (Amsterdam, Niederlande),
		das National Institute for Subatomic Physics – Nikhef     (Amsterdam, Niederlande),
		das Institute for Nuclear Research RAS – INR     (Troitsk, Russland),
		das Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics – SINP     Moskau State University (Moskau, Russland),
		das Kavli Institute for Cosmological Physics – KICP     University of Chicago (Chicago, USA).

Die Allianz wird insgesamt etwa 150 Wissenschaftler und 200 Doktoranden umfassen.

Die Allianz zielt auf den Fortschritt der gesamten Astroteilchenphysik. Wir konzentrieren uns jedoch auf die nachfolgenden vier Forschungsthemen, die wir gemeinsam in acht Arbeitspaketen bearbeiten.

1. Astroteilchentheorie ist ein ‘horizontales’ Thema, das eine starke Vernetzung innerhalb der Allianz bewirkt. Wir wollen eine detaillierte und kohärente Beschreibung der Ausbreitung und Messung von kosmischen Teilchen erreichen, was ein Schlüssel für die astrophysikalische Interpretation von Beobachtungsdaten ist. Die kosmischen Beschleuniger selbst stehen im Fokus des zweiten Arbeitspakets. Im dritten Paket bearbeiten wir die Auswirkungen von Dunkler Materie und ihren möglichen Vernichtungsstrahlungen.


2. Das Nicht-thermische Universum ist ein breites Feld, in dem wir die Kompetenzen der Allianzpartner in drei Arbeitspaketen bündeln. Multi-messenger Astroteilchenphysik behandelt die gemeinsame Analyse von Beobachtungen von Protonen oder schweren Kernen, Gammastrahlung und Neutrinos. Ein besseres Verständnis der Zusammensetzung und Wechselwirkung kosmischer Strahlung ist dafür ebenso notwendig wie das Paket Neue Detektoren und künftige Herausforderungen für die Vorbereitung auf grosse neue Projekte.


3. Das Dunkle Universum setzt sich zusammen aus der Dunklen Materie und der sogenannten Dunklen Energie, mit der die noch unverstandene beschleunigte Expansion des Universums beschrieben wird. Konkreter sind die gravitativen Auswirkungen der Dunklen Materie, deren Natur wir in den Arbeitspaketen Analyse der Suche nach Dunkler Materie und Schlüsseltechnologien für die nächste Generation von DM-Experimenten auf die Spur kommen wollen.


4. Die hochspezialisierten Technologien, die in unseren Projekten und Arbeitspaketen zum Einsatz kommen, werden jeweils dort in ihrem Kontext beschrieben und nur kurz gemeinsam dargestellt. Wir möchten dem Sektor aber die gleiche Sichtbarkeit wie die übrigen drei Forschungsthemen geben und dedizierte Anstrengungen unternehmen, um die vielfältigen technologischen Synergien innerhalb der Allianz zu nutzen.