Weltweit führende Forschung in fundamentaler und angewandter Physik

Forschung

Forsche an Großexperimenten am MAMI, TRIGA oder an führenden Großanlagen wie Synchrotronen und Neutronenquellen oder dem führenden Teilchenforschungszentrum CERN. Mainz bietet die ideale Infrastruktur für das Physikstudium. Als Student profitierst du von einem ungewöhnlich breiten Spektrum an Forschungsspezialisierungen und kannst zwischen mehr als 50 Forschungsgruppen wählen. Bereits im Bachelor kannst du mit führenden internationalen Einrichtungen sowohl lokal, national als auch weltweit zusammenarbeiten und forschen.

Unsere Forschungsgruppen

Viele Forschungsgruppen bieten bezahlte Praktika an, mit denen du Einblicke in die Welt der Forschung gewinnen kannst. Auf Master- und PhD-Niveau profitierst du von exzellenten Partnerinstitutionen wie der Graduate School of Excellence Materials Science in Mainz oder dem Cluster of Excellence Precision Physics, Fundamental Interactions and Structure of Matter.  

  • Experimentelle Teilchen- und Astroteilchen Physik (ETAP)

    Die Gruppe beschäftigt sich mit grundlegenden Forschungsfragen der modernen Teilchenphysik, wie etwa der Beschaffenheit von dunkler Materie. Durch Experimente mit dem Large Hadron Collider am CERN in Genf, durch die Messung von Neutrinos am Südpol oder durch Experimente in den Gran Sasso Laboren versuchen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von ETAP die aktuelle Forschungsfragen zu beantworten.

  • Das Institut für Physik der Atmosphäre

    Die Arbeitsgruppen am Institut für Physik der Atmosphäre decken eine Vielzahl aktueller Forschungsthemen ab. In den experimentellen Gruppen wird zu Atmosphärischen Spurengasen, Aerosol- und Wolkenphysik sowie Teilchenphysik geforscht. Im weltweit einzigartigen Windkanallabor lassen sich atmosphärische Prozesse möglichst realitätsnah simulieren. Die Arbeitsgruppen auf dem Feld der Theoretischen Meteorologie beschäftigen sich mit Grundlagenforschung zur Wolkenmikrophyisk, der Vorhersagbarkeit von Wetter (spezieller Forschungsbereich: „Waves to Weather“) und dem Klimasystem Erde.

  • Theoretische Teilchenphysik

    Die Forschung der Gruppe beschäftigt sich mit verschiedenen Aspekten der grundlegenden Wechselwirkungen von Natur und elementaren Bestandteilen der Materie. Sie reicht von der perturbative Quantenfeldtheorie für starke und elektroschwache Wechselwirkungen von Quarks und Leptonen über effektive Feldtheorien, Theorien innerhalb der nicht-kommutativen Geometrie, nicht-perturbative Quantengravitation und die Stringtheorie.

  • Kondensierte Materie in Experiment und Theorie

    Die Dinge werden spannend, wenn Atome in Systemen mit kondensierter Materie zu interagieren beginnen. Forschungsschwerpunkte der Arbeitsgruppen sind die Theorie der Mehrkörper-, Spintronik- und Nanoelektronik sowie ungeordnete Systeme, kolloidale, makromolekulare und andere Modellsysteme sowie biologische Physik, experimentelle elektronische und magnetische Eigenschaften in neuartigen Materialien, Oberflächenphysik, Magnetismus und die Physik der weichen Materie.

  • Theoretische und Experimentelle Quantenphysik

    Schwerpunkte der Gruppe sind die Erforschung von Kationen und deren Anwendungen, Quantenoptik und Quanteninformation, Laserspektroskopie, Atom- und Neutronenphysik und damit zusammenhängende Tests von Grundsymmetrien, hybride Atom-Ionen-Quantensystemen sowie die Entwicklung neuartiger Detektoren und Detektionssysteme im Bereich der Präzisionsphysik.

  • Institut für Kernphysik

    Die Forschung am Institut für Kernphysik dreht sich um die Untersuchung der Grundbausteine der Materie, insbesondere um ein Verständnis der sogenannten starken Kraft und ihrer Konsequenzen für die Kern- und Teilchenphysik. Die experimentelle Forschung wird begleitet von Arbeitsgruppen aus dem Bereich der Theoretischen Physik, die sich mit Hadronstruktur und Mesonproduktion sowie Gittereichtheorien beschäftigen.

Forschungsinfrastruktur

Grundlage unserer Forschung ist unsere hervorragende Infrastruktur. Angefangen bei der Verfügbarkeit von Forschungseinrichtungen wie Beschichtungstechnik, Reinräumen, Präzisionsmesstechnik, klimatisierten optischen Laboratorien mit Präzisionstischen und verschiedenen Lasern, Klimakammern, Heliumverflüssigern, Kryogenen, supraleitenden Magneten, Zentraldetektoren und Elektroniklaboren sowie gut ausgestatteten Werkstätten mit Technikern und Ingenieuren bis hin zu unseren großen Infrastruktureinrichtungen wie:

Computercluster MOGON

Der Cluster mit mehr als 30.000 Kernen für die Untersuchung von Elementarteilchenkollisionen, Gitterquantenchromodynamikberechnungen und die Simulation von Anwendungen kondensierter Materie.

TRIGA Forschungsreaktor

Der Forschungsreaktor dient als hochintensive Quelle von Neutronen zur Beantwortung grundlegender Fragen der Kernchemie und Physik.

Teilchenbeschleuniger MAMI

Der Beschleuniger liefert Elektronenstrahlen bis zu einer Energie von 850 MeV, so dass Forscher die Streuung von Elektronen und realen Photonen sowie Paritätsverletzungen untersuchen können.

Partnerinstitutionen

Mehrere Forschungseinrichtungen auf dem Campus stellen zusätzliche Infrastruktur zur Verfügung und betreiben Forschung. Sie erfüllen Aufgaben in der Physikforschung. Dazu gehören Lehre und Wissenstransfer sowie Studium, Informations- und Kommunikationstechnik.

  • Exzellenzcluster PRISMA+

    Das Exzellenzcluster PRISMA+ widmet sich der Erforschung von grundlegenden Fragen über die Natur der fundamentalen Bausteine der Materie und ihre Bedeutung für die Physik des Universums. Das Cluster besteht aus renommierten Forschungsgruppen, die sich mit Astroteilchen- und Hadronenphysik, Atomphysik sowie mit der Quantenfeldtheorie und der Gittereichtheorie beschäftigen.

  • MAINZ Graduiertenschule der Exzellenz/MPGC Max Planck Graduierten Schule

    Die Graduiertenschule fördert die Ausbildung von hochtalentierten Doktoranden durch exzellente Forschung im Gebiet der funktionalen Polymere, Modellsysteme und korrelierte Materialien, Hydride Strukturen und naturbezogene Materialien.

  • Interdisziplinäres Zentrum für Spinphänomene

    Das Zentrum konzentriert sich auf die Rotation des Elektrons um seine eigene Achse, wodurch ein Magnetfeld erzeugt wird. Dies ist die Grundlage der heutigen Informationsspeichertechnologie und hat in vielen Anwendungsbereichen neue Designmöglichkeiten eröffnet: von schnellerer Elektronik über neue Hochleistungsdatenspeicherkonzepte bis hin zu neuen Möglichkeiten, fortschrittliche Materialien mit direkt entworfenen Eigenschaften zu schaffen.

  • Helmholtz Institute Mainz

    Das Institut zur Erforschung der Struktur, Symmetrie und Stabilität von Materie und Antimaterie wird in Kooperation mit der GSI in Darmstadt betrieben. Seine acht Abteilungen werden von international führenden Experten auf dem Gebiet der Kern- und Atomphysik geleitet. Seine Forschung konzentriert sich auf das genaue und quantitative Verständnis der Auswirkungen der starken Wechselwirkung in der Atom-, Kern-, Hadronen- und Teilchenphysik.

  • Max-Planck-Institut für Polymerforschung

    Das Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz sucht nach geeigneten leitfähigen Polymeren für Anwendungen wie Mikrochips und Sensoren oder Solarzellen. Die Mainzer Forscher entwickeln neue Verfahren, um Polymere spektrographisch zu untersuchen und ihr Verhalten am Computer zu simulieren. Diese Arbeit wird in enger Zusammenarbeit mit dem Physikalischen Institut der Universität Mainz durchgeführt.

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