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Urknall im Labor: TU Dresden untersucht erste Minuten des Universums

Sie wollen den Minuten nach dem Urknall auf die Spur kommen: Das Team hinter der neuen Beamline: Toralf Döring, Steffen Turkat, Max Osswald und Frederik Uhlemann (v. l. n. r.).
Toralf Döring, Steffen Turkat, Max Osswald und Frederik Uhlemann (v. l. n. r.) sind mit der neuen Beamline den ersten Minuten nach dem Urknall auf der Spur. © IKTP
Von: Wissensland
Alles um uns herum besteht aus Wasserstoff und Helium, entstanden in den ersten Minuten nach dem Urknall. An der TU Dresden nimmt jetzt eine neue Experimentierstation ihre Arbeit auf, die genau diese Frühphase des Universums im Labor untersucht.

Vor 13,8 Milliarden Jahren entstand das Universum. Schon wenige Minuten später bildeten sich die ersten chemischen Elemente. Wie das genau ablief, beschäftigt Forschende bis heute. An der Technischen Universität Dresden (TUD) soll eine neue Experimentierstation nun helfen, diese erste Phase der Geschichte des Universums besser zu verstehen.

Zwei Kernreaktionen im Mittelpunkt

Kurz nach dem Urknall entstanden vor allem Wasserstoff und Helium. Bis heute machen diese beiden Elemente den größten Teil der sichtbaren Materie im Universum aus. Theoretische Modelle beschreiben diese ersten Minuten bereits sehr genau. Für einige entscheidende Kernreaktionen fehlen bislang jedoch ausreichend präzise Messdaten. Genau die möchte das Dresdner Forschungsteam gern liefern.

Im Mittelpunkt ihrer Arbeit stehen zwei Reaktionen des Wasserstoffisotops Deuterium. Sie beeinflussten, in welchen Mengen bestimmte leichte Atomkerne kurz nach dem Urknall entstanden. Wer diese Reaktionen besser versteht, kann die Entwicklung des jungen Universums genauer rekonstruieren. Die Messungen helfen außerdem dabei, die Menge der gewöhnlichen Materie im Universum besser zu bestimmen. Aus ihr bestehen Sterne, Planeten und auch wir Menschen.

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Neue Messstrecke für den Blick in die Vergangenheit

Für ihre Experimente haben die Forschenden am Neutronengenerator der TUD eine neue Messstrecke aufgebaut, eine sogenannte Beamline. Sie ermöglicht Messungen in genau dem Energiebereich, der für die Prozesse kurz nach dem Urknall relevant ist. Die Anlage ging im Juni 2026 in Betrieb. Bereits kurz darauf gelangen die ersten erfolgreichen Messungen an eigens entwickelten Proben.

Damit ist die Grundlage für weitere Präzisionsmessungen gelegt. Sie sollen helfen, die Entstehung der ersten chemischen Elemente noch genauer zu verstehen. Gleichzeitig liefern die Ergebnisse wichtige Daten, um Modelle zur Entwicklung des Universums zu verbessern.

Geleitet wird das Projekt von Steffen Turkat an der Professur für Kernphysik des Instituts für Kern- und Teilchenphysik. Zum Team gehören außerdem Doktorand Max Osswald und Masterstudent Frederik Uhlemann. Beim Aufbau der neuen Messstrecke unterstützte Toralf Döring vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR).

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