Startschuss für Exzellenzcluster „Color meets Flavor“
Warum gibt es im Universum ein Ungleichgewicht zwischen Materie und Antimaterie? Wie wirken sich verschiedene Kräfte darauf aus und was verbirgt sich hinter der dunklen Materie, die den größten Teil der Materie im Universum ausmachen soll? Mit diesen grundlegenden Fragen zum Verständnis der Natur erforscht der neue Exzellenzcluster „Color meets Flavor“ neue fundamentale physikalische Phänomene, die durch starke und schwache Wechselwirkungen von Quarks entstehen. Der Cluster ermöglicht wissenschaftliche Spitzenforschung auf dem Gebiet der Teilchenphysik – beteiligt sind die Universitäten Bonn und Siegen, die TU Dortmund sowie das Forschungszentrum Jülich.
Exzellenzcluster als Beispiel für Spitzenforschung "made in NRW"
Am 1. Juli wurde der Exzellenzcluster nun im Beisein von Ina Brandes, Ministerin für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen, Prof. Dr. Stefanie Reese (Rektorin Universität Siegen), Prof. Dr. Dr. h.c. Michael Hoch (Rektor Universität Bonn) und Prof. Dr. Manfred Bayer (Rektor TU Dortmund) im Wolfgang-Paul-Hörsaal der Universität Bonn feierlich eröffnet. Bereits im Mai 2025 erhielt das Vorhaben „Color meets Flavor“ die Förderzusage durch die Exzellenzkommission des Bundes und der Länder über rund 45 Millionen Euro für die Dauer von sieben Jahren – am 1. Januar 2026 starteten die Forscher*innen mit ihrer Arbeit.
Wissenschaftsministerin Ina Brandes: „Der Exzellenzcluster ,Color meets Flavor‘ ist ein beeindruckendes Beispiel für die Stärke der Grundlagenforschung in Nordrhein-Westfalen. Die Frage nach Materie oder Antimaterie, also warum Dinge existieren und nicht einfach Nichts, ist ein noch immer ungelöstes Rätsel unseres Universums. Der gemeinsame Exzellenzcluster der Universitäten Bonn und Siegen sowie der TU Dortmund und des Forschungszentrums Jülich ist ein Aushängeschild für die Spitzenforschung ,made in NRW‘.“
Historischer Erfolg für Uni Siegen
Prof. Dr. Stefanie Reese, Rektorin der Universität Siegen, sagt über den offiziellen Start der Forschung: „Teil des Exzellenzclusters ,Color meets Flavor´ zu sein, ist ein historischer Moment für die Universität Siegen und unsere Freude darüber ist riesig. Damit gehören wir zu den wenigen jungen Universitäten in Deutschland, die als frühere Gesamthochschule diesen Status erreicht haben. Mein besonderer Dank gilt Prof. Alexander Lenz als Clustersprecher der Uni Siegen sowie Prof. Thomas Mannel, die sich um alle Anträge gekümmert haben und unser Mitwirken am Exzellenzcluster erst ermöglicht haben.“
„Der Exzellenzcluster Color meets Flavor steht für pure Freude an der Wissenschaft, Spitzenforschung und gelebte Internationalität. Er widmet sich den großen offenen Fragen unseres Seins – etwa wie Materie entsteht, welche fundamentalen Kräfte und Mechanismen dabei wirken und wie sich die noch ungelösten Geheimnisse der Natur weiter entschlüsseln lassen“, betonte der Bonner Rektor Prof. Hoch. „Die Eröffnung unseres nun achten Exzellenzclusters ist für uns ein ganz besonderer Moment und zugleich ein starkes Zeichen für die Exzellenz der Forschungslandschaft in Nordrhein-Westfalen. Diese zeigt sich insbesondere in der außergewöhnlich engen Zusammenarbeit der vier Standorte, ebenso wie in der gelungenen Mischung aus jungen und erfahrenen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, die dieses Projekt tragen und weiter voranbringen.“
Cluster-Team erlebt Antragstellung und Förderzusage als Abenteuer
Cluster-Sprecher Prof. Dr. Jochen Dingfelder (Universität Bonn) beschrieb die zwei Jahre der Antragstellung als ein Abenteuer: „Wir haben unvergessliche Momente miteinander geteilt und es geschafft, aus einer vielversprechenden Idee einen vollwertigen Cluster zu entwickeln. Er basiert auf einer langjährigen wissenschaftlichen Zusammenarbeit in verschiedenen Bereichen der Teilchenphysik – und vor allem auf einer langjährigen Freundschaft. Daher glauben wir, dass dieser Cluster längst überfällig war.“
Prof. Dr. Alexander Lenz, Co-Sprecher des Clusters an der Universität Siegen, lobte den starken Rückenwind für die Forschung: „Ich möchte mich für den exzellenten Support unserer Führungsetagen bedanken. Vor vier Jahren kamen wir nach Bonn und haben zum ersten Mal ,Color meets Flavor´ angesprochen. Damals wusste außer dem Team noch niemand genau, wie „Farben“ und „Geschmack“ mit Physik zusammenhängen. Trotzdem haben Sie von Anfang an an uns geglaubt, das bedeutet uns sehr viel. Wir freuen uns jetzt auf die gemeinsamen Jahre mit vielen neuen, spannenden Ergebnissen. Mit zwei neuen Cluster-Professuren – Prof. Simon Plätzer für Computational Physics und Prof. Matthias Hamer für Detektorphysik – haben wir in Siegen unser wissenschaftliches Portfolio thematisch deutlich erweitert und werden dies auch nutzen, um für Studierende noch attraktiver zu werden.“
Physik mit akrobatischen Einlagen
Vollen Körpereinsatz zeigten die Wissenschaftler*innen bei der Vorstellung ihrer Forschung. Nachdem die vier Schwerpunkte des Clusters in der Theorie erklärt worden waren, stellten Cluster-Co-Sprecher Prof. Dr. Alexander Lenz (Universität Siegen) und seine Familie, bekannt unter der Artisten-Formation „Formafortis“, die Teilchenprozesse akrobatisch dar. Verkleidet als Quarks – die fundamentalen Elementarteilchen, die die Materie des Universums ausmachen – demonstrierten sie, wie die Teilchen Up, Down, Strange, Beauty, Charme und Top miteinander in Verbindung treten.
An Informationsständen im Foyer des Wolfgang-Paul-Hörsaals konnten anschließend alle Gäste mehr über die Forschungsprojekte des Clusters erfahren, zum Beispiel zum Highlight-Projekt INSIGHT, zu dem alle vier Cluster-Partner beitragen. INSIGHT wird an der Elektronen-Stretcher-Anlage ELSA an der Uni Bonn aufgebaut – dem höchst-energetischen Beschleuniger an europäischen Universitäten. Mit dem Experiment sollen die Eigenschaften von Baryonen – einer Familie von Teilchen, zu der auch Protonen und Neutronen gehören – deutlich präziser untersucht werden, um insbesondere Baryonen mit sog. „seltsamen“ Quarks (Strangeness) besser zu verstehen. In Siegen wird zu diesem Thema im neuen INCYTE-Gebäude geforscht.
Hintergrund: „Color“ und „Flavor“ in der Physik
Der Name des Exzellenzclusters „Color meets Flavor“ steht für zwei grundlegende Kräfte der Natur: einerseits die starke Wechselwirkung („Color“) und die schwache Wechselwirkung („Flavor“). Die Teilchenphysiker*innen der vier Standorte möchten das Zusammenspiel der starken und schwachen Wechselwirkung erforschen, um neue physikalische Phänomene zu entdecken.
Im Fokus stehen dabei die Quarks – die fundamentalen Bausteine der Materie. Die starke Wechselwirkung hält sie zusammen und bildet daraus Hadronen wie Protonen und Neutronen, also den Stoff, aus dem Atomkerne bestehen. Die schwache Wechselwirkung ist hingegen dafür verantwortlich, dass Teilchen ihre Art („Flavor“) verändern können – etwa, wenn ein Neutron in ein Proton, ein Elektron und ein Antineutrino zerfällt. Solche Prozesse geben wichtige Hinweise auf die Eigenschaften von Teilchen – und möglicherweise auf bislang unentdeckte Teilchen. Im Exzellenzcluster werden auch die Eigenschaften des Higgs-Bosons untersucht und nach dem Axion gesucht, einem hypothetischen Teilchen, das für die starke Wechselwirkung eine Rolle spielt und ein Kandidat für die dunkle Materie sein könnte.
Mehr Informationen über den Exzellenzcluster „Color meets Flavor“ gibt es auf der offiziellen Homepage und in diesem Artikel.
