Abteilung für Teilchen- & Astroteilchen-Physik
 
 

Forschung: Neutrinophysik - Dunkle Materie - Physik jenseits des Standardmodells

Die Abteilung befasst sich mit aktuellen Fragestellungen der Teilchen- und Astroteilchenphysik mit einer starken Verzahnung beider Bereiche. Der Schwerpunkt der experimentellen Aktivitäten liegt bei Projekten im Bereich der Neutrinophysik und damit verwandter Fragestellungen sowie bei der Suche nach teilchenphysikalischen Kandidaten der Dunklen Materie. Die breiter angelegten theoretischen Aktivitäten reichen von der Interpretation von Ergebnissen experimenteller Projekte bis zu formalen Fragen, die sich im größeren Kontext ergeben.

Theorie: Durch die Verbindung von Ergebnissen aus der Neutrino-Physik, der Suche nach Dunkler Materie und Experimenten an Beschleunigern ist es möglich direkte und indirekte Information über neue Physik jenseits des Standardmodells zu erhalten. Eine daraus resultierende Forschungsrichtung betrifft teilchenphysikalisch motivierte Kandidaten für die Dunkle Materie die sich aus Erweiterungen des Standardmodells ergeben und die zu diversen phänomenologischen Konsequenzen führen. Eine andere Richtung ergibt sich aus den Ergebnissen der Neutrino-Physik indem man direkte und indirekte Methoden zur Bestimmung von Massen, Mischungen und anderen Eigenschaften kombiniert. Theoretische Erklärungen für die bisher unverstandenen Regelmäßigkeiten der Parameter werden z.B. im Rahmen von Flavour-Symmetrien untersucht. Die Simulation von Drei-Flavour- und Materie-Effekten bei Neutrino-Oszillationsexperimenten erlaubt die Bestimmung der leptonischen CP und T verletzung, die indirekt mit der Baryon-Asymmetrie des Universums verbunden ist. Es gibt eine Reihe weiterer Themen im Bereich der Astroteilchenphysik, wie z.B. Mechanismen zur Erklärung der Baryon-Asymmetrie des Universums, den elektroschwache Phasen/uuml;bergang, Boltzmann- und Kadanoff-Baym (Quanten-Boltzmann) Gleichungen, kosmologishche Vakuumenergien, leptonische Flavour-Verletzung u.s.w. Und scließlich Nicht zuletzt werden auch noch Mechanismen der elektroschwachen Symmetriebrechung und Konsequenzen für das sogenannte Hierarchieproblem studiert. Weitere Details zu diesen Aktivitäten finden sich hier.

Experiment: Die experimentellen Aktivitäten der Abteilung konzentrieren sich derzeit auf Projekte im Bereich der Neutrinophysik und die Suche nach Dunkler Materie. Wir sind einer der Hauptpartner im Double Chooz Experiment, das eines der weltweit führenden Experimente ist das nach Oszillationen von Reaktor-Antineutrinos sucht. Diese Messungen sind ein wichtiger Test von Drei-Flavour-Oszillationen und sie stellen einen wichtigen Schritt zur Messung von leptonischer CP-Verletzung dar. Die Abteilung ist eine der führenden Gruppen des Gerda-Experiments, welches nach Leptonzahl verletzenden Zerfällen von 76Germanium sucht. Dies ist wichtig, weil es die Majorana-natur von Neutrinos beweisen würde und weil es uns eine Menge über den Ursprung von Neutrinomassen erzählen würde. Aus der Lebensdauer ergeben sich schon heute sehr interessante Grenze oder Werte für Neutrinomaasen. Mit dem XENON100 und XENON1T Projekten, an denen die Abteilung maßgeblich beteiligt ist, wird der direkte Nachweis von WIMP-Teilchen der Dunklen Materie angestrebt Flüssiges Xenon liefert eine der am vielversprechensten Technologien die ein sehr gutes WIMP Entdeckungspotential im erwarteten Bereich hat. Die Abteilung ist weiter am Borexino Experiment beteiligt, das primär die Spektroskopie solarer Neutrinos und von Geo-Neutrinos betreibt. In der Abteilung werden verschiedene Low-Level-techniken zur Identifikation und Unterdrückung von Untergründen für aktuellen und zukünftige Experimente angewandt und weiter verfeinert. Weitere Details zu den experimentellen Aktivitäten finden sich hier.

 
 


Last modified: Fri 17. August 2018 at 10:52:46 , Impressum , Datenschutzhinweis