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Fakultät Physik

Teilchenphysik

Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit verschiedenen Fragestellungen der experimentellen Teilchenphysik. Wir nutzen dazu hauptsächlich Daten des ATLAS-Experiments am CERN. Gleichzeitig werden die Daten in Kollaboration mit theoretischen Arbeitsgruppen interpretiert und explorative Studien für neue Projekte, z.B. dem FCC-ee, durchgeführt.

ATLAS ist eines der vier großen Experimente am Large Hadron Collider (LHC) des Forschungszentrums CERN bei Genf. Im Zentrum des 44 m langen und 25 m hohen Detektors stoßen Protonen bei einer Schwerpunktsenergie von 13 TeV zusammen und geben Einblick in Prozesse, wie sie kurz nach dem Geburt des Universums stattfanden. Da wir Teil der ATLAS-Kollaboration sind, können die am CERN aufgezeichneten Datenmengen in Dortmund analysiert werden, z.B. um darin nach sehr seltenen Prozessen zu suchen oder die Eigenschaften von Teilchen präzise zu vermessen. Die untersuchten Prozesse versprechen Antworten auf bislang ungeklärte Fragen im Standardmodell der Teilchenphysik. Die sehr großen Datenmengen und die damit verknüpften statistischen Interpretationen erfolgen computergestützt und mithilfe komplexer Algorithmen, z.B. dem maschinellen Lernen. 

Im Fokus der Forschung unserer Arbeitsgruppe steht das Top-Quark – das Elementarteilchen mit der größten Masse. Uns interessieren zum eigenen die Eigenschaften des Top-Quarks, z.B. seine Kopplungen, die Produktionsmechanismen, z.B. Wirkungsquerschnitte, sowie Zusammenhänge mit möglichen neuen Phänomenen, z.B. Flavour changing neutral currents, schwere Top-Quark-Partner oder seltenen Zerfällen. In einem gemeinsamen Projekt mit der AG Hiller werden einige diese Messungen dann im Rahmen effektiver Feldtheorien interpretiert. Weitere Zusammenarbeiten gibt es mit der Universität Clermont Auvergne, in welchen die zu erwartende Präzision von Top-Quark-Messungen am FCC-ee abgeschätzt wird. Im Rahmen des SFB 1491 arbeiten wir an der Schnittstelle von Teilchen- und Astroteilchenphysik, insbesondere am Tuning von Monte Carlo-Generatoren mit Datensätzen aus beiden Bereichen.

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