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2. September 2014

Ausschließungsbereiche an den Mischungswinkel von normalen Photonen mit “dunklen Photonen” (y-Achse) als Funktion der dunklen Photonenmasse (x-Achse). Die in der oberen Hälfte schattierten Regionen sind bereits durch direkte Labortests bzw. aus der Beobachtung einer Supernovaexplosion ausgeschlossen. Die in der unteren Hälfte der schattierten Regionen stellen die neu gefundenen Limits aufgrund kosmologischer Beobachtungen dar. BBN steht für Urknallnukleosynthese (Formation der leichten Elemente wie Deuterium und Helium) und CMB steht für den kosmischen Mikrowellenhintergrund.

Die HEPHY Publikation “Cosmological constraints on very dark photons” wurde von den Physical Review D Editoren in ihrer August Ausgabe als besonders lesenswert ausgewiesen (“Editor’s suggestion”). Das Journal ist das Sprachrohr der Amerikanisch-physikalischen Gesellschaft für Teilchenphysik.

Die Arbeit beschäftigt sich mit kosmologischen und astrophysikalischen Limits von “Dunklen Photonen.”  Letztere sind hypothetische Teilchen, die oftmals die Verbindung zwischen unserer und der uns noch verborgenen Welt der dunklen Materie herstellen. Sie besitzen eine Masse und interagieren durch ihre Mischung mit “normalen” Photonen. Die vorliegende Arbeit zeigt nun, dass astrophysikalische Messungen die Existenz dieser Teilchen mit einer Wechselwirkung ausschliesst, die bloss einem Milliardstel und weniger der normalen Wechselwirkung von Photonen entspricht. Solch kleine Wechselwirkungen können weder derzeit, noch in absehbarer Zukunft einem irdischen Labortest unterzogen werden. Einzig unser Universum als kosmisches Labor erlaubt den Test an solch winzigen Kräften - durch Messungen der kosmischen Hintergrundstrahlung sowie der Häufigkeiten leichter Elemente wie Deuterium oder Helium.

HEPHY Autor der Studie Josef Pradler ist seit 1. Juni neuer Mitarbeiter am Institut und leitet eine Theoriegruppe zur Erforschung der Dunklen Materie. Die Arbeit wurde gemeinsam mit den kanadischen Kollegen Anthony Fradette, Maxim Pospelov, und Adam Ritz von der Universitaet Victoria, BC, und dem Perimeter Institute, ON, publiziert.

Weitere Informationen finden Sie unter: http://journals.aps.org/prd bzw. http://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.90.035022

20. August 2014

Walter Thirring (Quelle:Zentralbibliothek fur Physik)

Am 19. August verstarb der theoretische Physiker Walter Thirring im Alter von 87 Jahren. Prof. Thirring war einer der wichtigsten Personen auf diesem Gebiet in Österreich und spielte auch bei der Gründung des HEPHYs eine wichtige Rolle.

Nach seiner Promotion an der Universität Wien forschte Walter Thirring zunächst im Ausland. Er arbeitete unter anderem mit Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg und Wolfgang Pauli. Seit 1959 war er Professor für Theoretische Physik an der Universität Wien. In den Jahren 1968 bis 1971 leitete er die Abteilung theoretische Physik am CERN.

Thirring entwickelte das sogenannte masselose „Thirring-Modell“ (in 2 Dimensionen), eine exakt lösbare Quantenfeldtheorie von selbstwechselwirkenden Dirac-Teilchen. Zusammen mit Elliot Lieb führte er den Nachweis, dass Materie stabil ist – die sogenannte „Lieb-Thirring-Ungleichung“. Seine Lehrbücher der mathematischen Physik, wie auch seine Einführung in die Quantenfeldtheorie (gemeinsam mit Ernest Henley), gelten als Standardwerke auf ihren Gebieten. Er war auch als Verfasser von populärwissenschaftlichen Büchern bekannt.

Walter Thirring hat schon bei der Gründung des Instituts für Hochenergiephysik eine wichtige Rolle gespielt. Auch später war er dem Institut und der experimentellen Hochenergiephysik weiterhin als Freund und Förderer verbunden. Neben seiner wissenschaftlichen Bedeutung wird er uns auch als Kollege durch seine Liebenswürdigkeit und durch sein Interesse an der Musik in Erinnerung bleiben.

9. Juli 2014

Mit ihrem fantastischen Poster “Muon reconstruction and identification in CMS Run I and towards Run II” hat Ilse Krätschmer vom Institut für Hochenergiephysik der Österreichischen Akademie der Wissenschaften heute den 2. Platz beim Poster Contest der „International Conference for High Energy Physics“ (ICHEP2014) erzielt.

Die ICHEP2104 ist die bedeutendste Konferenz der Teilchenphysik in diesem Jahr. Aus mehr als 300 präsentierten Postern wurden die Preisträger ausgewählt.

In dem ausgezeichnetem Poster zeigt Ilse Ergebnisse des CMS Experiments. Bereits die Tatsache, dass Ilse von der CMS-Kollaboration für eine Poster-Präsentation ausgewählt wurde, ist eine große Auszeichnung. Mit dem heute erhaltenen Preis hat sie sich eindrucksvoll für das in sie gesetzte Vertrauen bedankt. Wir gratulieren ihr recht herzlich!

 

 

3. Juli 2014

Quelle: CERN/CMS

Heute beginnt mit der 37. Internationalen Konferenz für Hochenergiephysik, die diesmal in Valencia (Spanien) stattfindet, einer der wichtigsten Kongresse des Jahres auf diesem Gebiet. Die CMS-Kollaboration, in deren Rahmen das Institut für Hochenergiephysik der Österreichischen Akademie der Wissenschaften Forschung am LHC-Beschleuniger (CERN) betreibt, stellt zu diesem Anlass eine Vielzahl neuer Studien zum Higgs-Boson vor.

Diese Resultate basieren auf dem gesamten Satz von hochenergetischen Proton-Proton-Kollisionen der ersten LHC Betriebsperiode.

Seit der Entdeckung eines Higgs-Bosons durch die CMS- und ATLAS-Kollaborationen im Jahr 2012 haben Physiker außerordentliche Anstrengungen unternommen, um seine Eigenschaften zu messen. Dem vom Standardmodell der Teilchenphysik postulierten Higgs-Boson entspricht ein alles durchdringendes Feld, das gemäß den Vorhersagen des Brout-Englert-Higgs Mechanismus Elementarteilchen Masse verleiht. Die seit Jahrzehnten erwartete Entdeckung war eine Sternstunde der Forschung am LHC und führte zur Verleihung des Nobelpreises für Physik an Peter Higgs und François Englert. Seit der Entdeckung konzentrierte sich die Arbeit der Physiker am LHC auf die Beantwortung der Frage, ob das neue Teilchen das vom Standardmodell vorhergesagte Higgs-Boson oder ein anderes - unter Umständen eines von vielen - ist.

Mit den Resultaten für den Zerfall des Higgs-Bosons in zwei Photonen (1) schließt CMS die Studien der fünf wichtigsten Zerfallskanäle (2-5) ab. Diese Studien basieren auf dem vollen Datensatz von etwa 1015 Proton-Proton-Kollisionen bei Energien von 7 bzw. 8 TeV (ca.  8000 Protonmassen) und den endgültigen Kalibrationskonstanten für den Detektor. Das Bild oben zeigt ein klares Signal für den Zerfall des Higgs-Bosons in Photonen über dem Untergrund in Daten. Der Überschuss in diesem Kanal allein entspricht einer Signifikanz von 5 Sigma, d.h. einer Wahrscheinlichkeit einer zufällige Fluktuation von weniger als 1 : 3 Millionen. Die Präzision der Messung der Masse beträgt wenige Zehntel Prozent und demonstriert damit die Qualität von Design und Konstruktion des CMS-Detektors, die Effizienz des Betriebs während der ersten LHC Betriebsperiode und das Verständnis der Physiker in den Analysegruppen für jedes Detail des Experiments. 

Weitere Informationen finden Sie unter: http://cms.web.cern.ch/news/cms-closes-major-chapter-higgs-measurements

13. Juni 2014

Quelle: CERN

Diese Woche hat die OECD (Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung) ihren Global Science Forum (GSF) Bericht „The Impacts of Large Research Infrastructures on Economic Innovation and on Society: Case Studies at CERN“ veröffentlicht. Der Bericht lobt die Innovationskultur am CERN und die deutliche Verbindung der Großforschungseinrichtung zu „wirtschaftliche, politischen, pädagogischen und sozialen Fortschritt des letzten halben Jahrhunderts“.

Der Focus lag dabei auf zwei CERN Projekten: der Entwicklung von supraleitenden Dipolmagneten für den Large Hadron Collider (LHC) und dem CERN Beitrag zur Hadronentherapie, also der Verwendung von hochenergetischen Teilchenstrahlen um Krebszellen zu töten. Der CERN untersucht seit 1986 Techniken für medizinische Physik. Ein Schlüsselprojekt war die „Proton Ion Medical Machine Study (PIMMS)". Diese wurde 1996 gestartet und schon 1999 war ein komplettes Beschleunigersystem entwickelt. Dieser rasche Fortschritt  wurde durch die enge Zusammenarbeit mit internationalen Medizinischen Strahlentherapiezentren wie z.B.  MedAustron in Wr. Neustadt ermöglicht.

Weitere Informationen finden Sie unter: http://home.web.cern.ch/about/updates/2014/06/oecd-report-praises-innovation-cern

6. Juni 2014

SchülerInnen bauen am HEPHY Teilchendetektoren aus Kaffeedosen

SchülerInnen der AHS Theodor-Kramer-Strasse in Wien 22 haben unter Anleitung von HEPHY-Wissenschaftlern Kaffeedosen zu funktionstüchtigen Teilchendetektoren umgebaut und als „Youngsteins“ am CERN-Wettbewerb „Win a Beamline“ teilgenommen. Sie kamen mit dieser Idee unter die Top 16 von 292 Mitbewerbern.

Selbst aus einem so trivialen Alltagsgegenstand wie einer Kaffeedose kann man in wenigen Stunden einen Teilchendetektor bauen – das haben SchülerInnen kürzlich am HEPHY erfolgreich ausgeführt. Mehrere solcher Detektoren wurden am CERN in einem Streu-Experiment mit dem klingenden Namen CANDICE (Coffee cAN Distributed Ionization Chamber Experiment) eingesetzt.

Aus Anlass der 60-Jahr-Feier wurde heuer am CERN ein Teilchenstrahl, wie er üblicherweise von PhysikerInnen verwendet wird, für SchülerInnen ausgeschrieben. Kreative Ideen waren gefragt, und dementsprechend waren beim „Win a Beamline“-Wettbewerb nicht nur schriftliche Dokumente, sondern auch Kurz-Videos einzureichen. Hier das Video vom Bau der Kaffeedosen-Detektoren am HEPHY: https://www.youtube.com/watch?v=ryEEcQQ0gNk 

Die Konkurrenz war groß: Nicht weniger als 292 Teams aus aller Welt haben ihre Ideen eingereicht. Umso mehr galt das olympische Motto „Dabei sein ist alles“, denn vorrangig ging es hier um die Erfahrung der potentiellen Jung-PhysikerInnen und nicht so sehr um ein Nobelpreis-verdächtiges Experiment.

Wir gratulieren unserem SchülerInnen-Team zu diesem tollen Erfolg!

16. Mai 2014

S. Kilin, W. Lucha, T. Bergauer und M. Jeitler (v.l.n.r.) in einem der HEPHY-Reinräume

Am 15. Mai 2014 beehrte der Vizepräsident der Weißrussischen Akademie der Wissenschaften, Prof. Sergei Ya. Kilin, seines Zeichens Quantenphysiker, das Institut für Hochenergiephysik der ÖAW mit seinem Besuch, um bestehende Kontakte zu vertiefen und Möglichkeiten für künftige Zusammenarbeit auszuloten.

Im Laufe der obligaten Lab-Tour durch das HEPHY zeigte sich der Leiter des Quantenoptik-Laboratoriums am B. I. Stepanov Institut für Physik in Minsk insbesondere sehr beeindruckt von den Erfolgen in der Entwicklung von Halbleiterdetektoren für die beiden Experimente CMS am CERN bei Genf und Belle II am Forschungzentrum KEK in Japan.

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