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Forschung

Die Elementarteilchenphysik beschäftigt sich mit der Erforschung der fundamentalen Bausteine der Materie und der zwischen ihnen wirkenden Kräfte. Mit der Inbetriebnahme des Large Hadron Collider (LHC) am europäischen Forschungszentrum für Elementarteilchenphysik CERN in Genf im Jahre 2010 hat eine neue Ära begonnen. Erstmals ist es möglich, Kollisionen von Teilchen bei Energien im Bereich der TeV-Skala (Tera-Elektronenvolt) zu untersuchen.

Wesentliche Schwerpunkte unserer Arbeit liegen auf der Durchführung des ATLAS-Experiments [siehe 1,2]  am LHC sowie auf der Analyse der aufgezeichneten Daten. Wir waren wesentlich an der Entdeckung des Higgs-Teilchens, die im Jahre 2012 von den Experimenten ATLAS und CMS bekannt gegeben wurde, beteiligt.

Nach einer zweijährigen Unterbrechung hat im Juni 2015 am LHC die zweite Phase der Datennahme begonnen (Run-2). Bis Ende 2018 werden Proton-Proton-Kollisionen bei den höchsten bislang erreichten Schwerpunktsenergien von 13 TeV untersucht werden. Die neue Energie öffnet ein wichtiges neues Massenfenster, in dem nach der Existenz neuer Teilchen und demzufolge nach Erweiterungen desStandardmodells der Teilchenphysik gesucht werden kann. 

Im Vordergrund unserer Aktivitäten in Run-2 steht die Suche nach neuen, sogenannten supersymmetrischen Teilchen sowie die präzise Vermessung der Eigenschaften des Higgs-Bosons. Darüber hinaus untersuchen wir die Produktion einzelner oder mehrerer W-Bosonen, der Vermittlerteilchen der schwachen Wechselwirkung. Diese Messungen bilden die Grundlage für wichtige Tests der Vorhersagen des Standardmodells. Im Fokus steht in den kommenden Jahren auch die Untersuchung der Streuung von Vektorbosonen aneinander. 

Neben der Analyse der LHC-Daten stellen die Entwicklung und der Bau neuer Detektoren einen weiteren Schwerpunkt unserer Arbeit dar. Momentan führen wir wir wichtige Forschungs- und Entwicklungsarbeiten für den Einsatz von Siliziumspurdetektoren unter extremen Bedingungen einer hohen Strahlenbelastung durch¬. Solche Detektoren sollen beim geplanten Ausbau des LHC zu hohen Luminositäten (High Luminosity LHC, HL-LHC) im Jahre 2025 zum Einsatz kommen.  Parallel hierzu werden Arbeiten zur Konzeption des neuen Spurdetektors im ATLAS-Experiment durchgeführt. Darüber hinaus werden neuartige Detektorkonzepte, wie z.B. 3D-Siliziumspurdetektoren untersucht.  

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