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CMS Analyse

Die CMS Analysegruppe verwendet Daten aus Proton-Proton Kollisionen, die im Large Hadron Collider (LHC) des CERN bei den derzeit höchsten erreichbaren Energien erzeugt werden. Die bei diesen Kollisionen entstehenden Teilchen werden mit dem CMS Experiment aufgezeichnet und erlauben uns, unser Wissen über Elementarteilchen und die zwischen ihnen wirkenden Kräfte zu erweitern.

Einer der Schwerpunkte der Forschung am LHC besteht in der Suche nach neuen Teilchen und Prozessen, die vom derzeitigen "Standardmodell" der Teilchenphysik nicht vorhergesagt werden. Mit der Entdeckung eines Higgs Bosons am LHC wurde dieses Modell vervollständigt und dessen Vorhersagen im Wesentlichen bestätigt. Es weist allerdings verschiedene Mängel auf, aus denen die fehlende Erklärung fuer die "Dunkle Materie" heraussticht.

Die CMS Analysegruppe am HEPHY ist mit verschiedenen Ansätzen federführend an der Suche nach Anzeichen fuer Erweiterungen des Standardmodells beteiligt: der direkten Suche nach neuen Teilchen, die in den Kollisionen erzeugt werden könnten, und der indirekten Suche durch Präzisionsmessungen und Vergleich mit den Vorhersagen des Standardmodells.

Forschungsschwerpunkte

Die Analysegruppe konzentriert sich auf folgende Forschungsschwerpunkte:

  • Direkte Suche nach "Neuer Physik": Unsere Studien in diesem Bereich werden durch Supersymmetrie motiviert, eine Theorie, die für jedes Teilchen des Standardmodells ein neues Partnerteilchen vorhersagt. In einer Suche nach den Partnern der Gluonen konnte dabei ein weiter Massenbereich ausgeschlossen werden. Mehrere Analysen konzentrieren sich auf die supersymmetrischen Partner von Top Quarks, da diese einen Einfluss auf die Masse des Higgs Bosons und die Anteil an Dunkler Materie im Universum haben können.
    In Zusammenarbeit mit unserer Theoriegruppe wurde auch ein System erarbeitet, dass die Vorhersagen anderer, neuer Modelle mit diesen und anderen LHC Resultaten konfrontieren kann und sie damit verallgemeinert.
     
  • Physik des Higgs Bosons: Nach bisherigen Messungen stimmen die Eigenschaften des 2012 entdeckten Teilchens mit den Vorhersagen des Standardmodells überein - ihre Genauigkeit ist aber noch begrenzt. Wechselwirkungen des Higgs Bosons mit Tau Leptonen sind ein wichtiges Instrument, um die Vorhersagen des Standardmodells und anderer, erweiterter Theorien zu unterscheiden. Die HEPHY Gruppe analysiert daher Zerfälle in Paare von Tau Leptonen. Vor kurzem wurde die erste, eindeutige Beobachtung dieses Zerfalls durch ein einzelnes Experiment demonstriert.
     
  • Quantenchromodynamik: Unsere Analysen in diesem Bereich haben ein besseres Verständnis der Quantenchromodynamik (QCD) zum Ziel. Die QCD ist die Theorie der starken Wechselwirkung und daher ein zentrales Element an Hadronbeschleunigern wie dem LHC, auch als Untergrund fuer die oben erwähnten Analysen. Wir verwenden die Produktionsrate und die Spinausrichtung von Quarkonia (gebundene Zustände eines schweren Quarks mit seinem Antiteilchen) um die Vorhersagen von QCD-Rechnungen zu überprüfen.