Millionenförderung für Entwicklung einer Kernuhr

Prof. Dr. Thomas Stöhlker, Leiter des Forschungsbereichs Atom-, Quanten- und Fundamentalphysik von GSI/FAIR, zugleich Direktor des Helmholtz-Instituts Jena und Professor an der Friedrich-Schiller-Universität Jena, wurde mit einem „ERC Advanced Grant“ des Europäischen Forschungsrats (European Research Council, ERC) ausgezeichnet. Professor Stöhlker erhält den renommierten Forschungsförderpreis der Europäischen Union für etablierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler für sein Projekt HITHOR, das unter Verwendung hochgeladener Thorium-Ionen des Isotops Th229 den Weg für die Entwicklung einer Kernuhr ebnen soll. Eine Kernuhr würde die Zeitmessung mit nie dagewesener Stabilität und Genauigkeit ermöglichen und einzigartige Möglichkeiten im Hinblick auf neue Erkenntnisse in der Grundlagenforschung sowie für innovative Anwendungen eröffnen. 

Für sein Projekt HITHOR – „Highly Ionized Trapped 229-Thorium: A New Paradigm Towards a Nuclear Clock“ – erhält Prof. Dr. Thomas Stöhlker eine Millionen-Förderung. Der Europäische Forschungsrat unterstützt auf diese Weise Stöhlkers wegweisende Arbeiten zur Präzisionsspektroskopie hochgeladener Ionen in Speicherringen und Fallen mit dem Ziel, die Entwicklung einer Kernuhr – basierend auf hochgeladenem 229-Thorium – voranzutreiben. Die Auszeichnung ist verbunden mit einer Förderung in Höhe von maximal 2,5 Millionen Euro über einen Zeitraum von fünf Jahren.

„Ich freue mich außerordentlich über diese großartige Chance und bedanke mich beim Europäischen Forschungsrat“, sagt Thomas Stöhlker. „HITHOR wird an den Ionenspeicherringen- und Fallenanlagen von GSI/FAIR realisiert, da dies die einzige Beschleunigeranlage weltweit ist, an der hochionisiertes 229-Thorium synthetisiert, abgebremst, eingefangen, gekühlt und schlussendlich einer Präzisionsmessung zugeführt werden kann. Der ERC Advanced Grant ermöglicht meinem Team und mir, das außergewöhnliche Fachwissen von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verschiedener Disziplinen von GSI/FAIR und dem Helmholtz-Institut Jena zusammenzuführen, um diese neuartigen Experimente zu realisieren.“

Etablierung eines neuen Zeitstandards möglich

Gegenwärtig wird in vielen Labors weltweit intensiv an der „Thorium-Uhr“ geforscht, da eine solche „Kernuhr“ neue Möglichkeiten für die Grundlagenphysik eröffnet, so z. B. die Prüfung einer Zeitvariation von Naturkonstanten und die Erforschung des Rätsels der dunklen Materie. Langfristig könnte eine solche „Kernuhr“ sogar zur Etablierung eines neuen Zeitstandards führen. Das Alleinstellungsmerkmal des Projekts „HITHOR“ ist ein neuartiger Zugang zur „Thorium-Uhr“ mit dem Fokus auf hochionisiertes 229-Thorium, ein elementares Quantensystem, das lediglich aus dem Thorium-Atomkern mit nur einem oder wenigen Elektronen besteht. Die für hochionisiertes 229-Thorium angestrebte Realisierung einer auf Kernübergängen basierenden Uhr verspricht faszinierende neue Erkenntnisse. 

Laut des Europäischen Forschungsrates (ERC) gehören ERC Advanced Grants zu den anspruchsvollsten und prestigeträchtigsten Förderinstrumenten der EU. Sie eröffnen führenden Spitzenforschenden die Möglichkeit, ehrgeizige, von Neugier getriebene Projekte zu verfolgen, die zu großen wissenschaftlichen Durchbrüchen führen könnten. Die Gesamtförderung für ERC Advanced Grants beträgt fast 652 Mio. EUR und ist Teil des EU-Programms „Horizon Europe“.