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Credit: Foto: G. Otto, GSI/FAIR
Dr. Zewei Xiong wird mit dem renommierten ERC Starting Grant des Europäischen Forschungsrats (European Research Council, ERC) ausgezeichnet. Das Förderformat ist einer der europaweit wichtigsten Forschungspreise, der sich an talentierte Nachwuchswissenschaftler*innen in einem frühen Karrierestadium richtet, um ihr Potential in der Arbeitsgruppenleitung auszuschöpfen. Dr. Zewei Xiong ist derzeit als Postdoc in der Abteilung Nukleare Astrophysik und Struktur des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung tätig.
Zewei Xiongs Forschung konzentriert sich auf die Neutrinophysik und die nukleare Astrophysik und deckt ein breites Spektrum an Themen im Zusammenhang mit der Entwicklung und Nukleosynthese in Supernovae und Neutronensternverschmelzungen ab. Seine Arbeit umfasst die theoretische Modellierung der Quantendynamik von Neutrinos und hydrodynamische Simulationen von astrophysikalischen Ereignissen, bei denen Neutrino-Wechselwirkungen eine wichtige Rolle spielen.
Er ist einer von wenigen hundert Forschenden in ganz Europa, die in diesem Jahr mit dem ERC Starting Grant gewürdigt werden. Sein Projekt „Neutrino flavor Transformations in dense Astrophysical Environments” NeuTrAE zielt darauf ab, unser Verständnis der noch ungelösten Fragen zur Flavor-Entwicklung von Neutrinos und ihrer Bedeutung für die Teilchenphysik und die nukleare Astrophysik zu verbessern. Neutrinos werden durch Flavors charakterisiert, welche sich bei ihrer Ausbreitung ändern können – ein Phänomen, das als Neutrino-Flavor-Oszillation bekannt ist.
Gut erforscht und durch mehrere Experimente bestätigt sind die Schwingungen im Vakuum und in gewöhnlicher Materie. Extreme astrophysikalische Ereignisse wie Supernovae mit Kernkollaps und die gewaltige Verschmelzung zweier Neutronensterne oder eines Neutronensterns mit einem Schwarzen Loch sind reichhaltige Quellen von Neutrinos. In diesen astrophysikalischen Umgebungen wird der Neutrinofluss so intensiv, dass die Flavor-Interferenz der Neutrinos untereinander berücksichtigt werden muss. Dieser nichtlineare Effekt, der Neutrinos koppelt, die sich in verschiedene Richtungen und mit unterschiedlichen Energien ausbreiten, wird als kollektive Neutrino-Oszillationen bezeichnet.
Die Berücksichtigung der kollektiven Neutrino-Oszillationen in Simulationen astrophysikalischer Umgebungen erfordert einen quantenkinetischen Transport. Dies bleibt aufgrund der hohen Dimensionalität des Problems und der sehr unterschiedlichen Skalen für die Flavor- und hydrodynamische Entwicklung eine enorme Herausforderung. Die Auswirkung von Neutrino-Flavor-Übergängen auf diese kompakten Objekte bleibt ohne effiziente und ausgefeilte Methoden schwer zu ergründen.
„Mein Dank gilt dem Europäischen Forschungsrat. Ich freue mich außerordentlich über diese Auszeichnung und die damit verbundene großartige Chance für meine Forschungsziele. Ich freue mich darauf, NeuTrAE gemeinsam mit meinem Team zu verwirklichen“, sagt Zewei Xiong. „Ich möchte in dem Projekt NeuTrAE eine Möglichkeit bieten, um die Auswirkungen kollektiver Neutrino-Oszillationen in astrophysikalischen Umgebungen zu untersuchen. Mit NeuTrAE wollen wir das Verständnis der dynamischen Entwicklung von kompakten astrophysikalischen Objekten voranbringen.“
Zewei Xiong studierte Physik an der Shanghai-Jiao-Tong-Universität und arbeitete von 2016 bis 2020 zunächst mit einer Lehrtätigkeit, danach als Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Universität von Minnesota. Im dortigen Fachbereich für Physik und Astronomie promovierte er 2020. Seit 2021 ist er als Postdoc-Forscher in der Abteilung Nukleare Astrophysik und Struktur bei GSI tätig.
ERC Starting Grant
ERC Starting Grants für talentierte Nachwuchsforschende unterstützen herausragende Wissenschaftler*innen, zwei bis sieben Jahre nach der Promotion, die großes Potential zeigen und einen ausgezeichneten Forschungsvorschlag im Rahmen des EU-Forschungs- und Innovationsprogramms „Horizon Europe“ vorlegen. Die Zuschüsse in Höhe von durchschnittlich 1,5 Millionen Euro helfen ambitionierten Forschenden, ihre eigenen Projekte zu starten, ihre Teams aus Postdoktorand*innen sowie Promovierenden zusammenzustellen und ihre Forschungsideen zu verfolgen. Forschende von GSI und FAIR waren in den letzten Jahren sehr erfolgreich bei der Vergabe von ERC Grants, sowohl in den Bereichen der Starting und Consolidator Grants als auch der Advanced Grants für etablierte Forschende und ihre hochinnovativen Projekte.