Prof. Dr. Johanna Stachel

Forschungsschwerpunkte: Kern- und Teilchenphysik, Urzustand, Urknall, Quark-Gluon-Plasma, Teilchenbeschleuniger LHC, CERN
Johanna Stachel ist Physikerin. Schwerpunkt ihrer Forschung ist die Kern- und Teilchenphysik. Sie erforscht exotische Materiezustände, wie sie kurz nach dem Urknall geherrscht haben. Im Forschungszentrum CERN in Genf erforscht sie am weltweit größten Teilchenbeschleuniger (Large Hadron Collider, LHC) das „Quark-Gluon-Plasma“.
Das „Quark-Gluon-Plasma“ ist ein Urzustand der Materie, der kurz nach dem sogenannten Urknall bestand. Das Universum befand sich für Millionstelsekunden in einem Zustand extremster Dichte und Temperatur. Protonen und Neutronen waren keine gebundenen Teilchen, sondern freischwebende Elementarteilchen – Quarks und Gluonen. Heute gibt es keine natürliche Umgebung, in der Quark-Gluon-Plasma existiert. Dieser Zustand kann aber für wenige Bruchteile von Sekunden an Teilchenbeschleunigern wie dem LHC erzeugt werden.
Johanna Stachel will beweisen, dass es solch einen Zustand geben kann. Am LHC erforscht sie die Eigenschaften dieses Zustandes. Sie will herausfinden, wie sich Quarks und Gluonen verhalten. Für ihre Forschung am LHC setzt sie den Detektor ALICE ein. In diesem Detektor werden Bleikerne zur Kollision gebracht. Sie beobachtet mit ihrem Team, wie sich die Teilchen im Plasma in ihre Bestandteile auflösen und neu zusammensetzen und wie zähflüssig das Plasma in Zusammenhang mit der Temperatur ist. In ersten Versuchen konnte sie Indizien für eine sogenannte Thermalisierung entdecken, die Entstehung eines thermodynamischen Gleichgewichts. Sie ist international eine der wenigen Wissenschaftlerinnen, die im Bereich Kern- und Teilchenphysik forschen.