Theoretischer Physiker erhält Preis in der Kategorie „Wissenschaft“
Preisträger Dr. Lorenzo Barca, Universität Regensburg, mit dem Bayerischen Kunst- und Wissenschaftsminister Markus Blume (l.) und Bayernwerk-Chef Dr. Egon Leo Westphal (r.). (Foto: © Alex Schelbert/ Bayernwerk AG)Dr. Lorenzo Barca, Absolvent der Universität Regensburg, ist für seine Promotion am Institut für Theoretische Physik mit dem Kulturpreis Bayern2023 in der Kategorie „Wissenschaft" geehrt worden. In seiner Arbeit zum Thema „Nucleon form factors from lattice QCD for neutrino oscillation experiments“ untersucht der aus Italien stammende Wissenschaftler die Wechselwirkungen zwischen Neutrinos mit den Protonen und Neutronen in Atomkernen, gestützt auf Supercomputer-Simulationen. Jede Sekunde durchlaufen ca. 100 Billionen sehr schwach wechselwirkende Neutrinos unbemerkt den menschlichen Körper. Riesige neue unterirdische Experimente sind geplant, um die Natur dieser mysteriösen Teilchen detailliert zu erforschen. Die Ergebnisse von Dr. Barca sind ein wichtiges Puzzlestück, das die Verbindung herstellt zwischen zukünftigen experimentellen Ergebnissen und Wechselwirkungen von Neutrinos mit den in Protonen und Neutronen enthaltenen Quarks.
Die Ergebnisse werden nun in die Analysekette der in Japan und den USA geplanten internationalen Großexperimente einfließen und leisten somit einen wichtigen Beitrag zu einem besseren Verständnis der Eigenschaften von Neutrinos. Sie sind daher von großer Bedeutung, zentrale Fragen der Elementarteilchenphysik zu klären und wichtiger Bestandteil der physikalischen Grundlagenforschung. Für seine herausragende Arbeit wurde Dr. Barca zuvor bereits mit dem Dissertationspreis der Fakultät für Physik der Universität Regensburg ausgezeichnet. Betreut wurde die Arbeit von Prof. Dr. Gunnar Bali.
Dr. Lorenzo Barca mit der Bronzestatue „Gedankenblitz“. (Foto: © Lorenzo Barca)Mit dem Thema seiner Doktorarbeit hat Dr. Lorenzo Barca folglich Neuland betreten: „In unserem Projekt haben wir zum ersten Mal die stark wechselwirkenden Prozesse simuliert, die in den weltweit führenden Neutrino-Experimenten auftreten“, erklärt er. Da analytische Berechnungen auf dieser Energieebene nicht funktionieren, hat sich das Team des jungen Forschers auf statistische Simulationen mit sehr leistungsfähigen Supercomputern gestützt. „Meine Doktorarbeit hat gezeigt, dass solche Simulationen möglich sind, sie stellt also einen wichtigen Fortschritt in der Theorie dar“, sagt Lorenzo Barca. Seine Erkenntnisse können künftig als Parameter in weitere Neutrino-Oszillationsexperimente einfließen, die helfen sollen, grundlegende Fragen der Elementarteilchenphysik zu beantworten: etwa warum sich Elektronen-Neutrinos auf dem Weg von der Sonne zur Erde in Myon- oder Tau-Neutrinos umwandeln. „Und die Antwort auf diese Frage könnte dann zumindest teilweise das Materie-Antimaterie-Rätsel klären, also warum die beiden Materiearten im Universum asymmetrisch verteilt sind“, hofft Lorenzo Barca. Er ist inzwischen als Postdoktorand im Forschungszentrum Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) beschäftigt.Prof. Dr. Gunnar Bali: „Die Arbeit hat international großes Interesse hervorgerufen und Dr. Barca wurde zu zahlreichen Vorträgen (z.B. Fermilab und MIT) eingeladen. Dr. Barca arbeitet nun daran, mit den entwickelten Methoden noch präzisere Vorhersagen zu machen. Es existieren verschiedene Arten von Neutrinos, z.B. das Muon- und das Tau-Neutrino. Interessanterweise können sich Muon- in Tau-Neutrinos umwandeln und umgekehrt. Diese Neutrino-Oszillationen werden detailliert an Long-Baseline-Experimenten (vor allem Hyper-Kamiokande/T2K und DUNE) untersucht werden. Hierzu werden die berechneten Formfaktoren benötigt. Dr. Barca hat im Anschluss an seine Promotion zahlreiche Stellenangebote erhalten und arbeitet nun am Forschungszentrum Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) in Zeuthen bei Berlin, wo er unter anderem sogenannte Gluebälle, hypothetische stark wechselwirkende Teilchen, welche aus Gluonen statt Quarks bestehen, untersucht.“
Die Preisverleihung fand im Beisein des bayerischen Wissenschaftsministers Markus Blume sowie Dr. Egon Leo Westphal, Vorstandsvorsitzender der Bayernwerk AG, in den Münchener Eisbach Studios statt. Der Bayerische Kulturpreis wird in Partnerschaft des Bayernwerks mit dem Bayerischen Staatsministerium für Wissenschaft und Kultur vergeben. In der Sparte Wissenschaft erhielten 33 Absolventinnen sowie Doktorandinnen bayerischer Hochschulen, Universitäten und Kunsthochschulen den Preis.
„Wir leben in einer Zeit mit neuen Aufgaben und Herausforderungen. Um sich diesen zu stellen, braucht es von uns allen den Mut zu Neuem und zu Veränderungen. Entscheidende Impulse schenkt uns neben der Kunst die Wissenschaft. Die diesjährigen Preisträger*innen aus der Hochschullandschaft liefern wieder mal ein Feuerwerk der Wissenschaften. Das ist beeindruckend. Mit unserer Auszeichnung wollen wir alle dazu motivieren, ihren Weg ambitioniert weiterzugehen“, sagt Dr. Egon Leo Westphal, Vorstandsvorsitzender der Bayernwerk AG.
Der Bayerische Kunst- und Wissenschaftsminister Markus Blume betont: „Die Preisträgerinnen und Preisträger stehen für die Bedeutung Bayerns als Wissenschaftsstandort. Unsere Hochschullandschaft ist breit aufgestellt, hält dem internationalen Vergleich stand und bringt auch in diesem Jahr wieder neue Sterne am Forschungshimmel hervor. Darauf sind wir sehr stolz.“
Die Preise in der Sparte Wissenschaft sind mit jeweils 2.000 Euro honoriert. Alle Preisträger*innen erhalten die von dem Schwandorfer Bildhauer Peter Mayer geformte Bronzestatue „Gedankenblitz“. Während eine Fachjury die fünf Kunstpreisträgerinnen auswählt, benennen die staatlichen bayerischen Hochschulen, Kunsthochschulen und Universitäten ihre besten Absolventinnen sowie Doktorand*innen.
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