Mal weg von unserem Erdtrabanten: Das ermöglicht das astronomische Observatorium der TU Darmstadt, seit 2019 ein Außenposten des Fachbereichs Physik für Lehre, studentische Aktivitäten und Outreach. Zu finden ist das TURM Observatorium auf dem historischen Uhrturm in der Hochschulstraße. Interessanter Side-kick: es gibt enge Geschwisterbeziehungen – nach Spanien und Namibia.

Die Instrumente der drei verknüpften Observatorien eröffnen Blicke tief ins Universum: Sie holen ferne Nebel und Galaxien näher heran, messen die Helligkeitsschwankungen von Sternen und verraten so die Existenz von Exoplaneten, und sie liefern Spektren des Sternenlichts, die Aufschluss geben über die chemische Zusammensetzung ferner Objekte.

Welch ein Kosmos für Studierende, für Praktika, Vorlesungen, studentische Teams, Schülerinnen und Schüler! Hin und wieder können auch Interessierte abends durch die Teleskope im vollständig computergesteuerten Darmstädter Observatorium schauen oder live beobachten, was sich aus der Perspektive anderer Erdteile abspielt. Spezielle Kameras übertragen Daten und Bilder via Laptop und Beamer zum Beispiel in einen Hörsaal.

Deutschland, Spanien, Namibia

An der TU ist man auf die Beobachtung der Sonne spezialisiert, die Station in der entlegenen Region im Südwesten Spaniens fokussiert auf den Nachthimmel. Allerdings bleibt auch dort ein besonderer Teil das ganze Jahr hinweg unter dem Horizont. Deshalb ist der Standort in Namibia, am Rand der Namib-Wüste, auf 1.800 Metern Höhe so reizvoll. Ein einsamer Ort mit perfekten Bedingungen und vielen klaren Nächten, um dem südlichen Himmel einige der spektakulärsten Beobachtungsobjekte abzugewinnen: etwa die Region um das Zentrum der Milchstraße, die Kleine und die Große Magellansche Wolke – die größten Zwerggalaxien im Gefolge unserer Milchstraße – sowie ausgedehnte Nebel und Stern-Entstehungsgebiete.

Der Mann am Teleskop

Professor Robert Roth leitet nicht nur die Arbeitsgruppe Theoretische Kernphysik am Institut für Kernphysik (Fachbereich Physik) der TU Darmstadt – er ist auch der Kopf hinter dem TURM-Observatorium. Ob in Vorlesungen, bei Live-Beobachtungen oder im Stream auf Twitch: Gemeinsam mit seinem Team öffnet er kleinen wie großen Astronomiebegeisterten die Tür zur Forschung – live und zum Miterleben.

Das Institut für Kernphysik (IKP) ist ein wesentlicher Player im Forschungsfeld Matter and Materials der TU Darmstadt. Es bietet Forschung und Lehre auf den Gebieten der Kernstrukturphysik, nuklearen Astrophysik, der Relativistischen Schwerionenphysik, der Plasma- und Astroteilchenphysik, der Beschleunigerphysik und verwandten Feldern in experimentellen und theoretischen Arbeitsgruppen.

Teams des Profilthemas Nuclear Science bündeln Expertise zur Mikrophysik von Atomkernen und zur Makrophysik kosmischer Explosionen, an denen Neutronensterne, die größten Kerne des Universums, beteiligt sind.

Ihre Herausforderungen beschreiben die Forschenden so: „ Unser Ziel ist die Erforschung der Struktur und Dynamik von Neutronensternen, ihrer Verschmelzung und der Synthese der chemischen Elemente in den entsprechenden Fusionsprozessen. Die quantitativen Beschreibungen von Atomkernen und Kernmaterie sowie ihre experimentelle Untersuchung gehört dabei zu den wesentlichen Forschungsthemen.“

Das wurde kürzlich erforscht

Welche komplexen Kräfte wirken in Atomkernen? Um dies besser verstehen zu können, hat ein Forschungsteam der TU Darmstadt und des Los Alamos National Laboratory in den USA astrophysikalische Explosionen genutzt. Die Ergebnisse wurden im renommierten Journal „Nature Communications“ veröffentlicht. Die Forschenden griffen auf maschinelles Lernen und Künstliche Intelligenz zurück, um die Daten aus astrophysikalischen Beobachtungen einzubeziehen. Ziel war ein besseres Verständnis für die Wechselwirkungen von Neutronen und Protonen in dichter Materie.

Wie entstehen schwere Elemente im Universum? Eine wichtige Rolle spielen dabei extrem neutronenreiche Atomkerne und deren Beta-Zerfallsraten. Diese konnten bislang kaum experimentell bestimmt werden. Forschende der TU Darmstadt haben nun theoretische Vorhersagen für solche Prozesse entwickelt und erfolgreich mit experimentellen Daten verglichen. Die Ergebnisse wurden im renommierten Journal „Physical Review Letters“ publiziert.

Ein Physikstudium an der TU Darmstadt öffnet den Blick auf die kleinsten wie die größten Systeme der Natur – von Elementarteilchen bis zum Kosmos. Der Bachelor Physik vermittelt dafür fundierte Grundlagen in klassischer und moderner Physik, von Mechanik und Elektrodynamik bis zu Kern- und Quantenphysik, mit einem hohen Praxisanteil: In jedem Semester stehen Laborpraktika auf dem Programm – darunter auch praktische Einsätze mit den Instrumenten des TURM-Observatoriums.

Im Master Physik lässt sich die eigene Spezialisierung danach frei gestalten. Wer sich besonders für Astronomie, Astrophysik und die Erforschung von Atomkernen und Neutronensternen begeistert, findet im englischsprachigen Master "Physics International" mit der Vertiefung "Nuclear Physics and Astrophysics" ein maßgeschneidertes Programm.

Wer stattdessen tiefer in die Beschleunigerphysik einsteigen möchte – eines der Kernthemen des Instituts für Kernphysik –, ist im neuen, gemeinsam mit den Universitäten Mainz und Frankfurt angebotenen Master "Particle Accelerator Science" richtig aufgehoben.

Auch angehende Lehrkräfte kommen im Lehramtsstudium Physik auf ihre Kosten – inklusive der Faszination, die sich vom Observatorium direkt in den eigenen Unterricht tragen lässt.

Klingt nach Deinem Weg? Physik-Absolvent:innen stehen exzellente und vielseitige Berufsperspektiven offen – von Forschung und Lehre über Unternehmensberatung bis zum Risikomanagement in Banken und Versicherungen.