Grundlegende Fragen der Teilchenphysik

Der wissenschaftliche Nachwuchs in der Physik kann an der Universität Freiburg präziser das Higgs-Teilchen und verstärkt die Dunkle Materie untersuchen: Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) bewilligt den Fortsetzungsantrag für das Graduiertenkolleg „Masse und Symmetrien nach der Entdeckung des Higgs-Teilchens am LHC“ an der Albert-Ludwigs-Universität. In den nächsten viereinhalb Jahren investiert die DFG circa 4,7 Millionen Euro in die Ausbildung von Freiburger Doktorandinnen und Doktoranden.

Auch nachdem das Higgs-Teilchens am Large Hadron Collider (LHC) am Europäischen Labor für Teilchenphysik CERN in Genf/Schweiz entdeckt ist, bleiben weiterhin grundlegende Fragen der Teilchenphysik unbeantwortet: Entspricht dieses Teilchen im Detail der Vorhersage der Standardtheorie? Wie passen seine Eigenschaften in erweiterte theoretische Modelle? Gibt es neue Symmetrien im Mikrokosmos und damit auch neue Teilchen? Welche Teilchen bilden die Dunkle Materie, und wie ordnen sich diese in theoretische Modelle ein? Können die Teilchen der Dunklen Materie am LHC produziert und nachgewiesen werden und gelingt deren direkter Nachweis in astroteilchen-physikalischen Experimenten? „Die Forschenden an dem Freiburger Graduiertenkolleg haben während der ersten Förderperiode bereits wichtige Beiträge zur Beantwortung dieser Fragen durch Analysen der Messdaten des ATLAS-Experiments am LHC und durch Präzisionsvorhersagen in der Theorie geleistet“, sagt der Sprecher des Graduiertenkollegs, Prof. Dr. Markus Schumacher.

In der kommenden Förderperiode sollen diese Untersuchungen anhand eines verzehnfachten Datensatzes erweitert und mit höherer Präzision fortgesetzt werden, erklärt der Freiburger Professor für Experimentelle Teilchenphysik. Ergänzend hierzu ist die im Graduiertenkolleg neu integrierte Forschungsaktivität der astroteilchenphysikalischen Suche nach Teilchen der Dunklen Materie mit dem XENONnT-Experiment in den unterirdischen Versuchslaboren Laboratori Nazionali del Gran Sasso in Italien und dem CAST-Experiment am CERN. Die am Kolleg beteiligten 55 Freiburger Physikerinnen und Physiker, darunter 35 Promovierende, aus theoretischer und experimenteller Teilchen- und Astroteilchenphysik werden in enger Zusammenarbeit das Higgs-Teilchen präziser vermessen und nach neuen Teilchen, vor allem denen der Dunklen Materie, in bisher nicht zugänglichen Massenbereichen suchen.

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