Physik Mikhail Mikhasenko erforscht exotische Elementarteilchen
Schon zu Schulzeiten hat sich Mikhail Mikhasenko mit Physikphänomenen befasst, als er eigentlich gerade Französisch-Unterricht hatte. Die Begeisterung dafür ist geblieben. Heute ist er Professor für Experimentalphysik.
Mit den kleinsten Bausteinen der Materie befasst sich Mikhail Mikhasenko, neu ernannter Professor für Experimentalphysik an der Fakultät für Physik und Astronomie der Ruhr-Universität Bochum. Seine Forschung dreht sich vor allem um eine bestimmte Sorte von Elementarteilchen, die Hadronen. Dabei handelt es sich um subatomare Teilchen, die aus noch kleineren Bestandteilen, den Quarks und Gluons, aufgebaut sind, also aus den Trägerteilchen der starken Wechselwirkung.
Die Leidenschaft von Mikhasenko für die Physik begann früh, schon zu Schulzeiten, als auffiel, dass er ein besonderes Talent für das Lösen physikalischer und mathematischer Probleme hat. „Lustigerweise hat gerade meine Französischlehrerin mir sehr geholfen, diese Fähigkeiten weiterzuentwickeln“, erinnert er sich. Denn sein Französischunterricht fand neben dem Physikraum statt. „Ich habe die meisten meiner Französischstunden nebenan im Physikunterricht verbracht – mit dem stillen Einverständnis meiner Französischlehrerin“, erzählt der Physiker.
Neue Klassen von Hadronen entdecken
Heute ist der Physiker beispielsweise in mehrere Projekte am Large Hadron Collider (LHC) involviert, ein Teilchenbeschleuniger am Europäischen Kernforschungszentrum CERN. Hier war er 2021 etwa an der Entdeckung einer neuen Klasse von Hadronen-Materie beteiligt: Die Forschenden fanden fast stabile Teilchen aus vier Quarks – zwei leichten und zwei schweren. „Ein Meilenstein für die Hadronenphysik“, so Mikhasenko.
An der Grenze zwischen Teilchen- und Kernphysik
Die LHC-Beobachtungen haben ein komplexes Bild für den elementaren Aufbau der Materie ergeben: Die vermeintlich getrennten Bereiche der Kernphysik – die sich mit Atomen und ihren Bestandteilen befasst – und der Teilchenphysik – die in eine Welt von Quarks und Gluonen eintaucht – beginnen zu verschmelzen. „Es ist eine Herausforderung für meine Forschung, die Phänomene an dieser Grenze zu entschlüsseln“, erklärt Mikhasenko. „Viele Hadronen scheinen Eigenschaften beider Welten zu zeigen und fordern so die traditionelle getrennte Sichtweise von Kern- und Teilchenphysik heraus.“
In den kommenden Jahren möchte der Wissenschaftler exotische Teilchenzustände aus vier oder fünf Quarks und die rätselhaften Gluebälle erforschen. Bei letzteren handelt es sich um Teilchen, die nur aus Gluonen bestehen, also aus den Trägerteilchen der starken Wechselwirkung. „Die neuen rechnergestützten Methoden, die die Gruppe von Prof. Dr. Miriam Fritsch entwickelt, kombiniert mit der langjährigen Expertise von Prof. Dr. Ulrich Wiedners Gruppe machen die Ruhr-Universität Bochum zu einer idealen Umgebung für dieses Unterfangen”, sagt er. „Die gemeinsamen Interessen mit den theoretisch arbeitenden Gruppen um Professor John Bulava und Professor Evgeny Epelbaum stärken unseren kooperativen Ansatz, was sehr vielversprechend ist.“
Mikhail Mikhasenko freut sich auch schon auf weitere Arbeiten am LHC, zum Beispiel im Rahmen des Projekts „Large Hadron Collider beauty“. „2033 soll das Experiment ein Upgrade bekommen“, erzählt er. „Es wird uns ermöglichen, das Standardmodell der Teilchenphysik präzise zu überprüfen und nach einer Physik jenseits dieses Modells zu suchen. Dann werden wir auch bislang nicht beobachtbare neue Klassen von Hadronen entdecken können.“
