{"id":71848,"date":"2023-06-21T10:25:37","date_gmt":"2023-06-21T08:25:37","guid":{"rendered":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/?p=71848"},"modified":"2025-07-01T16:49:54","modified_gmt":"2025-07-01T14:49:54","slug":"goethe-deine-forscher-alberica-toia-physikerin","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/en\/unireport\/goethe-deine-forscher-alberica-toia-physikerin\/","title":{"rendered":"Goethe, Deine Forscher: Alberica Toia, Physikerin"},"content":{"rendered":"<figure class=\"wp-block-image aligncenter size-full\"><a href=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2023\/06\/toia.jpg\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" width=\"650\" height=\"450\" src=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2023\/06\/toia.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-72318\" srcset=\"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2023\/06\/toia.jpg 650w, https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2023\/06\/toia-300x208.jpg 300w, https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/wp-content\/uploads\/2023\/06\/toia-18x12.jpg 18w\" sizes=\"(max-width: 650px) 100vw, 650px\" \/><\/a><\/figure>\n\n\n\n<div style=\"height:40px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<p>Alberica Toia kann sich noch gut an den Moment w\u00e4hrend ihres eigenen Physikstudiums erinnern: Als sie zum ersten Mal vor einem der Detektoren stand, die in einem Beschleuniger die Spuren der erzeugten Teilchen aufzeichnen, war sie von seiner Gr\u00f6\u00dfe und Komplexit\u00e4t vollkommen \u00fcberw\u00e4ltigt: \u201eWow, so ein monumentales Ger\u00e4t\u201c, dachte sie, \u201ewer in aller Welt kennt sich damit bis ins Letzte aus?\u201c Sie habe dann verstanden, dass es niemanden gebe, der \u00fcber wirklich jedes einzelne Detail eines solchen Detektors Bescheid wisse: \u201eAber ich finde es noch immer unglaublich eindrucksvoll, wie die gemeinsame Anstrengung vieler Menschen zum Forschritt in eine gemeinsame Richtung f\u00fchrt und wie alle diese Apparate zusammenarbeiten, sodass wir eine Messung machen und auswerten k\u00f6nnen.\u201c<\/p>\n\n\n\n<p>Schon als sie sich f\u00fcr ein Physikstudium in ihrer Heimatstadt Mailand entschied, war sie von der Vorstellung begeistert, die grundlegenden Naturgesetze zu erforschen. \u201eIch finde das absolut faszinierend\u201c, schw\u00e4rmt Toia, \u201ewir haben es in der Physik mit Gesetzen zu tun, die immer und \u00fcberall gelten, egal ob es im Hier und Jetzt ist, in einem Schwarzen Loch, in einem Neutronenstern oder beim Urknall.\u201c In der Kernphysik \u2013 daf\u00fcr hat Toia inzwischen eine gemeinsame Professur an der Goethe-Universit\u00e4t und am GSI Helmholtzzentrum f\u00fcr Schwerionenforschung inne \u2013 jagt sie immer kleineren subatomaren Strukturen nach, wie sie durch immer leistungsf\u00e4higere Beschleuniger experimentell zug\u00e4nglich werden: \u201eImmer weiter zu wollen, weil es jenseits der bisherigen Grenzen immer wieder Neues zu entdecken gibt, immer weiter zu versuchen, das Unbekannte zu verstehen \u2013 das ist einfach typisch f\u00fcr die menschliche Intelligenz\u201c, ist sie \u00fcberzeugt.<\/p>\n\n\n\n<div style=\"height:40px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Kopenhagen ohne D\u00e4nischkenntnisse<\/h4>\n\n\n\n<p>Dabei war es zun\u00e4chst ein St\u00fcck weit Zufall, dass Toia sich der Schwerionenphysik zuwandte, also der Physik geladener Teilchen mit gro\u00dfer Masse wie zum Beispiel Blei-, Uran- oder Plutoniumkerne: Am Ende ihres Studiums ging Toia als Erasmus-Studentin f\u00fcr ein Jahr ans Niels-Bohr-Institut in Kopenhagen \u2013 ohne dass sie D\u00e4nisch sprach. \u201eAlso musste ich dort Veranstaltungen belegen, die auf Englisch gehalten wurden, und in einer davon ging es um Schwerionenphysik. Das hat mich so fasziniert, dass ich dabeigeblieben bin\u201c, erinnert sich Toia.<\/p>\n\n\n\n<p>Seither hat sie an Experimenten mitgearbeitet, in denen Teilchen auf die h\u00f6chsten jemals erreichten Energien beschleunigt wurden: zun\u00e4chst am HADES-Experiment der GSI, dann am RHIC (Relativistic Heavy Ion Collider) des US-amerikanischen Brookhaven National Laboratory sowie am LHC (Large Hadron Collider) des Forschungszentrums Cern in Genf. Und auch als Toia auf die gemeinsame Professur von Goethe-Universit\u00e4t und GSI Helmholtzzentrum berufen wurde, stand zun\u00e4chst das ALICE-Experiment, das am LHC aufgebaut ist, im Zentrum ihres wissenschaftlichen Interesses.<\/p>\n\n\n\n<p>Inzwischen hat sich Toias Forschungsschwerpunkt allerdings verlagert: \u201eAm GSI Helmholtzzentrum bin ich Mitglied der Gruppe, die f\u00fcr das geplante Beschleunigerzentrum FAIR das CBM-Experiment aufbaut, wobei die Abk\u00fcrzung CBM f\u00fcr <em>compressed baryonic <\/em>matter steht, komprimierte baryonische Materie; Baryonen sind eine Gruppe von Elementarteilchen, zu denen insbesondere Protonen und Neutronen geh\u00f6ren\u201c, erl\u00e4utert sie und stellt klar: \u201eW\u00e4hrend bei den Teilchenkollisionen am RHIC und am LHC, die ich fr\u00fcher untersucht habe, Bedingungen wie unmittelbar nach dem Urknall herrschten, werden bei FAIR f\u00fcr die baryonische Materie, die hier komprimiert wird, Verh\u00e4ltnisse erzeugt, wie sie im Inneren von Neutronensternen bestehen.\u201c Daf\u00fcr konstruiert die Gruppe, der Toia am GSI Helmholzzentrum angeh\u00f6rt, den STS-Detektor (\u201esilicon tracking system\u201c). In diesem Detektor werden die elektrisch geladenen Teilchen, die bei den Kollisionen im FAIR-Beschleuniger entstehen, ein Magnetfeld durchqueren. Deswegen werden sie sich nicht auf einer Geraden bewegen, sondern auf einer Kreisbahn, aus deren Kr\u00fcmmung sich berechnen l\u00e4sst, welche Geschwindigkeit, das hei\u00dft: welchen Impuls die Teilchen hatten \u2013 und das wiederum gibt Aufschluss \u00fcber die innere Struktur der Schwerionen, aus denen sie entstanden sind.<\/p>\n\n\n\n<div style=\"height:40px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Pro Sekunde ein Terabyte Daten<\/h4>\n\n\n\n<p>Wenn der FAIR-Beschleuniger seinen Betrieb aufgenommen hat, sollen dort im CBM-Experiment rund zehn Millionen Teilchenkollisionen pro Sekunde erfolgen. Das liefert in jeder Sekunde die unvorstellbare Menge von einem Terabyte (= 1000 Gigabyte) Daten. \u201eDavon k\u00f6nnen nat\u00fcrlich nicht alle registriert und gespeichert werden\u201c, sagt Toia. Sie und ihre Arbeitsgruppe entwickeln daher ein Computersystem, um die im Detektor anfallenden Daten zu analysieren, einzelnen Kollisionen zuzuordnen, zu selektieren und gegebenenfalls abzuspeichern. Dabei ist ihr Blick einige Jahre in die Zukunft gerichtet: 2028 soll der Beschleuniger in Betrieb gehen und das CBM-Experiment damit beginnen, Daten aufzuzeichnen.<\/p>\n\n\n\n<p>Daneben wird sie weiter begeistert an der Goethe-Universit\u00e4t lehren: \u201eSobald ich mich mit einer Sache besch\u00e4ftige, selbst etwas lerne oder etwas herausfinde, kann ich nicht anders: Ich muss sie jemand anderem beibringen\u201c, schw\u00e4rmt Toia. Und das kommt nicht nur ihren Studierenden, sondern auch ihren drei S\u00f6hnen zugute, wenn diese zusammen mit ihren Eltern neue Outdoor-Sportarten erlernen und aus\u00fcben: \u201eSie lernen dabei so gerne und so schnell\u201c, schw\u00e4rmt Alberica Toia: \u201eVor ein paar Jahren haben wir zusammen angefangen, Kajak zu fahren, und sie toben sich l\u00e4ngst im Wildwasser- Kanal aus, w\u00e4hrend es mir vollkommen ausreicht, auf dem Main paddeln zu gehen.\u201c<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-right\"><em>Stefanie Hense<\/em><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Alberica Toia kann sich noch gut an den Moment w\u00e4hrend ihres eigenen Physikstudiums erinnern: Als sie zum ersten Mal vor einem der Detektoren stand, die in einem Beschleuniger die Spuren 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