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Botschafter Eacho wurde von HEPHY-Direktor Manfred Krammer und seinem Vorgänger Christian Fabjan begrüßt. Dieser betonte die Wichtigkeit eines Dialoges zwischen Politik und Wissenschaft und erinnerte auch daran, dass die Entdeckung des Higgs-Bosons einen der wichtigsten Meilensteine der Teilchenphysik in den letzten Jahrzehnten darstellt.  

Die Vereinigten Staaten sind ein wichtiger Partner in der Teilchenphysik und stark am CERN engagiert. Im CMS-Experiment forscht das Wiener Institut gemeinsam mit Gruppen aus mehr als 40 amerikanischen Universitäten, die zusammen etwa ein Drittel aller beteiligten Wissenschaftler stellen.  

Zunächst wurden die wichtigsten Aspekte der Entdeckung zusammengefasst. Die Experimente am CERN studieren Materie unter Bedingungen, wie sie im Universum kurz nach dem Urknall existiert haben. Die Entdeckung des Higgs-Teilchens erforderte in vielen Aspekten technologische Herausforderungen zu meistern, die vom Beschleuniger bis zum Detektor reichen. Im Zentrum standen die österreichischen Beiträge zu dieser Entdeckung, insbesondere Spurendetektor und Trigger des CMS-Experiments. Hier leistet Wiener Technologie eine entscheidende Rolle im Experiment, ohne die keine Higgs-Entdeckung möglich gewesen wäre.  

Eine Videokonferenz zum CMS-Kontrollraum am CERN ermöglichte es dem Botschafter und seiner Frau, sich mit Wiener und amerikanischen Kollegen direkt in Genf auszutauschen. Ein Höhepunkt war eine Diskussion mit Studenten der Boston University, die den Besuchern begeistert  von ihren Aufgaben im Experiment berichteten.  

Der Botschafter und seine Gemahlin konnten sich schließlich durch Kurzvorträge zu technischen Themen wie Detektorentwicklung und Grid-Computing über die HEPHY-Expertise vor Ort überzeugen, die William Eacho abschließend mit den Worten „very impressive“ auf den Punkt brachte.

Überreicht wird diese hohe Auszeichnung an die Gründerväter der zwei Experimente Peter Jenni (Universität Freiburg/DE und CERN/CH) vom ATLAS-Experiment und Michel Della Negra (Imperial College London/UK) und Tejinder Virdee (Imperial College London/UK) vom CMS-Experiment.

Die Preisverleihung findet am 22. Juli 2013 in Stockholm im Zuge der EPS-HEP 2013 Konferenz statt.

Die Pionierarbeit dieser herausragenden Führungspersönlichkeiten P. Jenni, M. Della Negra und T. Virdee war maßgebend für Entwurf und Bau der Teilchendetektoren, deren Umsetzung mit Hilfe von über 3.000 engagierten Teilchenphysikern, Ingenieuren und Technikern je Experiment verwirklicht werden konnte. Die Voraussetzung für diese Teilchendetektoren, die kompliziertesten und größten, die bisher gebaut wurden, war die Entwicklung von neuen Spitzentechnologien sowie leistungsfähigen Computersystemen. Seit 2010 ist die einzigartige Maschine, der Large Hadron Collider (LHC), am CERN in Betrieb und produziert Teilchenkollisionen bei den weltweit höchsten Energien. Für die Suche nach dem Higgs-Boson, dem letzten fehlenden Teilchen des sogenannten Standardmodells der Teilchenphysik, wie von Robert Brout, François Englert, Peter Higgs und anderen vor 50 Jahren vorhergesagt, verarbeiten und analysieren die Teams von ATLAS und CMS die Signale von einer Milliarde Proton-Proton Kollisonen in der Sekunde.  

Im Juli 2012 war es dann soweit: die ATLAS- und CMS-Kollaborationen verkündeten die Entdeckung eines neuen Teilchentyps, der sich fundamental von allen anderen Elementarteilchen unterscheidet. Diese Entdeckung kennzeichnete den Beginn einer neuen Ära.

Weiter Informationen unter: http://www.eps.org/news/

Josef Pradler wird am Institut für Hochenergiephysik eine neue Theoriegruppe aufbauen, die sich mit dem Verständnis der Dunklen Materie befasst. Die Existenz dunkler Materie wurde schon vor mehr als 80 Jahren postuliert. Sie macht nach derzeitigem Verständnis des Universums etwa fünf Mal mehr aus als die „normale“ Materie. Die neue Gruppe soll experimentelle Resultate und theoretische Modelle synergetisch zusammenführen.

Diese neue Foschungsgruppe bietet eine ideale Ergänzung für die experimentellen Aktivitäten des Instituts. Das HEPHY hat im CMS-Experiment am LHC eine wichtige Rolle bei der Suche nach Anzeichen für Supersymmetrie, die als vielversprechender Kandidat für die dunkle Materie gilt. Auch der neue Direktor des HEPHY, Jochen Schieck, hat einen Schwerpunkt auf die Erforschung der Dunklen Materie gelegt. Am HEPHY wird somit auf einer breiten Basis ein neues und vielversprechendes Gebiet der Teilchenphysik erforscht, das nach der Entdeckung des Higgs-Bosons die besten Voraussetzungen bietet, um weitere wichtige Erkenntnisse in der Teilchenphysik zu erlangen.

Dr. Jochen Schieck (geb. 1971) promovierte an der Universität Heidelberg und verbrachte danach zwei Jahre am Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) in Kalifornien, wo er für das BaBar-Experiment arbeitete. Danach ging er an das Max-Planck-Institut für Physik in München und war dort in den Experimenten ATLAS, OPAL und Jade involviert. Seit April 2010 leitete er die "Heavy Quarks"-Gruppe am Exzellenzcluster „Universe“ an der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München, wo er sich mit der Datenanalyse des ATLAS-Experiment beschäftigte. Seine Gruppe ist auch an der Konstruktion des Pixel-Detektors (PXD) für das Belle II-Experiment am Forschungszentrum KEK (Japan) beteiligt. Diese Entwicklung wird Dr. Schieck auch am HEPHY weiterführen, das für den Silizium-Spurdetektor (SVD) des Belle II-Experiments verantwortlich ist.

Zu den beiden bisherigen Standbeinen des HEPHY, Belle II in Japan und CMS am CERN in Genf, wird durch den neuen Direktor ein neuer Forschungsschwerpunkt über „Dunkle Materie“ begründet, der mit 1,2 Mio. Euro vom Wissenschaftsministerium gefördert wird. Parallel dazu wird durch J. Pradler eine Theoriegruppe über Dunkle Materie begründet, die durch einen 2,3 Mio. Euro dotierten „New Frontiers Group“-Grant gefördert wird.

Die üblicherweise Anfang März stattfindenden Konferenzen der „Rencontres de Moriond“ Serie sind traditionellerweise die erste Gelegenheit, erste Ergebnisse basierend auf Daten, die bis zum Beginn der Winterpause aufgezeichnet wurden, zu präsentieren. Diesmal stand für die Auswertung wenig Zeit zur Verfügung, nachdem die Datennahme am LHC 2012 verlängert worden war. Trotzdem konnte die CMS Kollaboration, an der das Institut für Hochenergiephysik beteiligt ist, eine Vielzahl von Resultaten präsentieren.  

Großes Interesse galt dabei neuen Messungen der Eigenschaften des Mitte 2012 entdeckten Kandidaten für das seit langem gesuchte „Higgs-Boson“. Die Analyse der wichtigsten Produktions- und Zerfallsmodi dieses Teilchens wurde nun mit dem vollen Datensatz aus den Jahren 2011 und 2012 wiederholt, was in etwa der 2.5 fachen Datenmenge im Vergleich zum Sommer 2012 entspricht. Die  Produktions- und Zerfallsraten konnten dadurch mit grösserer Genauigkeit gemessen werden. Sie sind nach wie vor mit den Vorhersagen des Standardmodells der Teilchenphysik für das Higgs-Boson vereinbar.  Erstmals gibt es auch deutliche Anzeichen für einen Zerfall dieses Teilchens in Paare von Fermionen. Ergebnisse einer Analyse der Zerfälle in Z-Bosonen stimmen mit dem vorhergesagten Spin (Eigendrehimpuls) von 0 überein und schließen verschiedene andere Werte mit hoher Wahrscheinlichkeit aus. Das neue Teilchen kann also mit hoher Sicherheit mit dem von Prof. Higgs und Kollegen vorhergesagten Boson identifiziert werden. Genauere Tests der Übereinstimmung mit den Vorhersagen des Standardmodells werden allerdings noch mehr Daten benötigen.  

Die Untersuchungen zum Higgs-Boson sind aber bei weitem nicht die einzigen neuen Resultate des CMS Experiments. In der Suche nach „Neuer Physik“ wurden eine Reihe von Hypothesen überprüft, insbesondere die Vorhersagen von Supersymmetrie, einer der vielversprechendsten Erweiterungen des Standardmodells, aber auch Szenarien mit schweren Partnern der W- und Z-Bosonen oder schweren, langlebigen Teilchen. Es wurden keine Anzeichen für die Produktion neuer Teilchen gefunden, und die Existenz dieser Teilchen für Massen bis typischerweise ein bis mehreren TeV (1000 – mehreren 1000 Protonmassen) ausgeschlossen. Die erhöhte Datenmenge erlaubte es auch, Präzisionsmessungen im Rahmen des Standardmodells zu verfeinern. Dabei wurde vor allem die Produktion des schwersten bekannten Teilchens, des top-Quarks, untersucht. Eines der Ergebnisse ist die bisher genaueste Messung des Anteils von top-Quarks, die in ein bottom-Quark und ein W-Boson zerfallen.

Weitere Informationen finden Sie unter: 

http://press.web.cern.ch/press-releases/2013/03/new-results-indicate-particle-discovered-cern-higgs-boson

http://cms.web.cern.ch/news/new-cms-results-moriond-electroweak-2013

Im Mittelpunkt der rund 100 Vorträge und über 100 Posterpräsentationen standen neue Detektorentwicklungen in der Teilchenphysik, der Astroteilchenphysik, der Nuklearphysik sowie die entsprechenden Entwicklungen in Elektronik und Software. Parallel zur Konferenz fand auch eine Industrieausstellung statt.

"Auffallend ist dieses Jahr, dass es neben der Weiter- und Neuentwicklung von Detektoren für Experimente der Teilchen- und Astroteilchenphysik eine immer größere Zahl an Konferenzbeiträgen gibt, die Anwendungen dieser Detektoren in der Medizin beschreiben. Es ist erfreulich, dass diese Entwicklungen für die Grundlagenforschung bereits einen direkten Nutzen für den Menschen bringen", resümiert der Vorsitzende des Organisationskomitees, Manfred Krammer vom ÖAW-Institut für Hochenergiephysik.

Die erste Konferenz dieser Serie wurde 1978 vom HEPHY unter dem Namen "Wire Chamber Conference" organisiert. Seitdem treffen einander alle drei Jahre Experten für Teilchendetektoren in Wien.

HEPHY selbst ist derzeit wesentlich an einem Experiment bei CERN (CMS am LHC-Collider) beteiligt. Ferner wurden und werden bedeutende Detektorkomponenten zum Belle-Experiment bei KEK (Japan) beigesteuert. Ebenso wird bereits an technologischen Entwicklungen für den nächsten Teilchenbeschleuniger (International Linear Collider, ILC) gearbeitet. 

Maria Bernard-Schwarz arbeitete von 2010 bis 2011 am Institut für Hochenergiephysik. In dieser Zeit betreute sie eine Messstation zur elektrischen Charakterisierung von Teststrukturen. Der Messaufbau musste so modifiziert werden, dass auch Messungen bei Temperaturen um -20ºC durchgeführt werden konnten wobei selbst kleinste elektrische Ströme und Kapazitäten zuverlässig gemessen werden mussten.

Die Kernaufgabe ihrer Diplomarbeit war schliesslich die Messung und Auswertung zahlreicher Teststrukturen aus unterschiedlichen Siliziumgrundmaterialen. Die Ergebnisse werden nun verwendet um neue strahlenresistente Teilchensensoren für den CMS Spurdetektor zu entwickeln. 

Maria hat fleißig dazu beigetragen, den Messaufbau zu verbessern, die Teststrukturen zu vermessen und deren Ergebnisse auszuwerten. Sie hat sich bei Vorträgen in der CMS Kollaboration als auch auf internationalen Konferenzen erfolgreich bewährt.

Wir gratulieren ihr recht herzlich und wünschen ihr viel Glück in ihrer weiteren Karriere!

Diplomarbeit von Maria Bernard-Schwarz (pdf)