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19. Juli 2013

Darstellung der beobachteten Massenverteilung der Myonpaare (schwarze Punkte). Die Signale für B0- bzw. Bs werden durch die violetten bzw. roten Kurven gezeigt. Die strichlierten Linien entsprechen drei verschiedenen Beiträgen zum Untergrund und die blaue Linie zeigt die Summe der Komponenten. Die verschiedenen Kategorien von Ereignissen, die zu dieser Verteilung beitragen, wurden mit dem Verhältnis von Signal zur Summe aus Signal und Untergrund gewichtet.

Auf einer der wichtigsten internationalen Konferenzen zur Teilchenphysik gibt das CMS-Experiment heute die Messung eines sehr seltenen Zerfallsmodus von sogenannten Bs Mesonen bekannt. Von einer Milliarde dieser Mesonen, die aus einem Beauty- und einem Strange-Quark bestehen, zerfallen laut Vorhersage nur etwa 3 in ein Paar von Myonen (den schwereren Partnern der Elektronen).

Eine genaue Messung dieser Rate erlaubt Rückschlüsse auf neue Prozesse, die nicht durch das bekannte Standardmodell der Teilchenphysik beschrieben werden („Neue Physik“). Ein erster entscheidender Hinweis auf diese Zerfälle wurde vom LHCb-Experiment im November 2012 berichtet.

Die Wichtigkeit dieses Zerfallsmodus liegt präzise in seiner Seltenheit. Die relative Zerfallsrate kann im Rahmen des Standardmodells sehr genau vorhergesagt werden. Die Präsenz von bisher unbekannten Teilchen könnte deutliche Abweichungen von dieser Vorhersage bewirken und würde damit einen indirekten Beweis für Neue Physik liefern.  

Ermöglicht wurde die Messung durch die enorme Datenmenge, die in den letzten Jahren am „Large Hadron Collider“ am CERN erzeugt wurde. Das Triggersystem von CMS, dessen zentrale Komponenten am Institut für Hochenergiephysik gebaut wurden, filtert dabei in Echtzeit etwa 10 Kandidaten für solche Zerfälle pro Sekunde aus allen Kollisionen aus. Nach Speicherung dieser Daten können die Ereignisse genauer untersucht und der Untergrund durch Analyse der Eigenschaften der beiden Myonen weiter reduziert werden. Gleichzeitig muss die Gesamtzahl aller produzierten Bs-Mesonen bestimmt werden.  

Die Abbildung zeigt die Massenverteilung der Myonenpaare nach Abzug des Untergrunds und die Anteile der bereits erwähnten Bs-Mesonen sowie der B0-Mesonen, die analog aufgebaut sind, aber ein Down- statt eines Strange-Quarks enthalten. Die relative Zerfallsrate für die Bs-Mesonen wurde mit (3,0+1.0-0.9) x 10-9 gemessen und entspricht einer Wahrscheinlichkeit für eine zufällige Schwankung des Untergrunds von etwa 1:100000. Im Fall der B0-Mesonen wurde eine Obergrenze für die Zerfallsrate von 1.1 x 10–9 mit 95% statistischer Sicherheit bestimmt. Beide Werte sind mit den Vorhersagen des Standardmodells verträglich.  

Diese Resultate geben im Moment keine Hinweise auf neue, unbekannte Prozesse. Das derzeitige Standardmodell kann aber nicht vollständig sein. Es liefert z.B. keine Erklärung für die Dunkle Materie im Universum. Mit der neuen Datennahmeperiode ab 2015 wird sich die Messgenauigkeit von CMS für diesen Zerfall erhöhen. Dies wird einen genaueren Vergleich der Bs-Zerfallsrate mit den Vorhersagen ermöglichen und die B0-Zerfälle in den Bereich der Messbarkeit bringen. Die fast doppelt so hohe Strahlenergie wird aber vor allem auch neue Möglichkeiten für die direkte Suche nach Neuer Physik bieten.  

Weitere Informationen finden Sie unter: http://cms.web.cern.ch/news/very-rare-decay-has-been-seen-cms


4. Juli 2013

Am Samstag, dem 28. September und Sonntag, dem 29. September 2013 öffnet das CERN seine Türen für die breite Öffentlichkeit. Unter dem Motto „Our Universe is Yours“, wird an diesen beiden Tagen der Spot auf die Entdeckungen und die Experimente des CERN, sowie auf die größte Maschine der Welt gerichtet.

Von 9:00 bis 20:00 Uhr haben die Besucher die Möglichkeit den CERN Forschern, Ingenieuren und Technikern über die Schulter zu schauen und die High-Tech Labors und Experimente des größten Teilchenphysiklabors zu besichtigen. An diesen zwei Tagen sind zahlreichen Aktivitäten und Präsentationen geplant. Rund 100.000 Besucher werden erwartet. Ein kostenloser Park & Ride Service sowie Shuttle-Busse werden zur Verfügung stehen.

Da der Platz in den unterirdischen Gängen begrenzt ist, können ab der zweiten Augusthälfte über ein Ticketbüro maximal 4 Tickets reserviert werden. Die Tickets werden über die Webseite in einem Zeitraum von drei Wochen buchbar sein.

Weitere Informationen finden Sie unter: Flyer, www.cern.ch/opendays2013

20. Juni 2013

Heinz Zemanek (r.) und Wolfgang Lucha (l.) vor der Grid-Installation am Institut für Hochenergiephysik

Am 19. Juni 2013 besuchte der österreichische Computerpionier Heinz Zemanek das Institut für Hochenergiephysik der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, um sich an sein Leben für die Informatik zu erinnern - das sich seiner Überzeugung nach in Siebenjahres-Schritte gliedern läßt - und um zu erläutern, wie man vom Pfadfinder zum Helden von Usbekistan wird.

Weiters interessierte er sich für den Wiener Teil des LHC-Grid-Computernetzwerks, das Rechenleistung für die Experimente am Großbeschleuniger LHC des Europäischen Laboratoriums für Teilchenphysik CERN bereitstellt.

Univ.-Prof. Heinz Zemanek (geb. am 1. 1. 1920 in Wien) studierte zunächst Nachrichtentechnik an der Technischen Universität Wien (TUW) und beschäftigte sich auch kurz mit Radartechnik, bevor er sich der Computertechnologie zuwandte. Zwischen 1954 und 1958 entfachte er an der TUW ein Mailüfterl, indem er gemeinsam mit Studenten den ersten vollständig transistorisierten Computer auf dem europäischen Festland entwickelte. Heinz Zemanek wurde 1964 ao. Professor und 1983 o. Professor an der TUW. Er erhielt im Laufe seines Lebens zahlreiche Ehrungen und Auszeichnungen. So wurde er 1976 zum IBM-Fellow ernannt und ist unter anderem seit 1979 korrespondierendes Mitglied und seit 1984 wirkliches Mitglied der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, seit 1974 Träger des Großen Ehrenzeichens für Verdienste um die Republik Österreich und seit 2005 Träger des Österreichischen Ehrenkreuzes für Wissenschaft und Kunst I. Klasse.

Nachdem Heinz Zemanek einige Episoden aus seinem ereignisreichen Leben auf humorvolle Art zum Besten gegeben hatte, entsprang aus den zahlreichen Fragen der interessierten Zuhörer eine lebhafte Diskussion, in deren Verlauf der Computerpionier allen Bestrebungen zur Entwicklung künstlicher Intelligenz eine deutliche Absage erteilte. „Eine faszinierende Persönlichkeit, deren vielfältige Verdienste für die Informatik gar nicht genug gewürdigt werden können,“ fasst Wolfgang Lucha, der Gastgeber der Veranstaltung, die Eindrücke der Anwesenden zusammen.

12. Juni 2013

Bundespräsident Dr. Heinz Fischer und Gemahlin im Gespräch mit der HEPHY-Physikerin Dr. Claudia Wulz (Foto: Michael Hoch)

Bundespräsident Dr. Heinz Fischer und der Bundesminister für Wissenschaft und Forschung Karlheinz Töchterle besuchten an der Spitze einer großen Delegation, zu der auch die Rektoren Sabine Seidler von der TU Wien und Wolfgang Schütz von der MedUni Wien zählten, am 11. Juni 2013 das Europäische Labor für Teilchenphysik, CERN, in Genf. Österreichische Physiker und Ingenieure beschäftigen sich dort seit vielen Jahren mit der Erforschung der fundamentalen Bausteine der Materie.

Erster Programmpunkt war der Besuch des CMS-Experiments: im letzten Jahr ist dieser Kollaboration die Entdeckung eines neuen Teilchens gelungen, bei dem es sich mit hoher Wahrscheinlichkeit um das lang gesuchte Higgs-Boson handelt. Mit dem Institut für Hochenergiephysik der Österreichischen Akademie der Wissenschaften ist eine starke österreichische Gruppe an diesem Experiment beteiligt und hat wichtige Beiträge zur Entdeckung geliefert.  

Bundesminister Töchterle betonte: “Wir müssen die exzellente Arbeit des CERN für die österreichische Forschung möglichst stark nutzbar machen". Der Minister wertet es daher als "ein sehr positives Signal, dass die Österreichische Akademie der Wissenschaften mit Jochen Schieck einen exzellenten Wissenschaftler mit viel Forschungserfahrung am CERN als Direktor des Instituts für Hochenergiephysik gewinnen konnte".  

Ein weiterer Höhepunkt war der Besuch des ASACUSA-Experimentes, das Präzisionsmessungen von Antimaterie durchführt. Der genaue Vergleich von Materie und Antimaterie ist ein wichtiger Test der fundamentalen Symmetrien der Natur. Auch hier ist die Österreichische Akademie der Wissenschaft über das Stefan-Meyer-Institut beteiligt.  

In einer abschließenden Diskussion mit zehn der zahlreichen österreichischen Studenten, die am CERN ausgebildet werden, zeigte sich noch einmal die große Bandbreite der wissenschaftlichen Forschung am CERN: Sie reicht von der Teilchenphysik im engeren Sinn über Forschung an neuen Technologien bis zu medizinischen Anwendungen.

31. Mai 2013

Der CERN, Peter Higgs und François Englert, die Preisträger des "Prinz von Asturien" Preises für technische und wissenschaftliche Forschung 2013.

Die Prinz-von-Asturien Stiftung hat die Verleihung des Prinz von Asturien-Preises an die theoretischen Physiker Peter Higgs und François Englert und den CERN bekannt gegeben. Dieser hochrangige Preis wurde für die Entdeckung des Higgs-Bosons zuerkannt.

Rolf Dieter Heuer kündigte an, den Prinz von Asturien-Preis im Namen von den Tausenden TeilchenphysikerInnen der Experimente CMS und ATLAS entgegen zu nehmen, deren Einsatz seit 20 Jahren diese Entdeckung überhaupt erst möglich gemacht hat. Der CERN-Generaldirektor betonte auch, dass durch die Verleihung des Preises in dieser Weise die wichtige Zusammenarbeit zwischen Theorie und Experiment deutlich gemacht wird.

Das Institut für Hochenergiephysik ist ein Gründungsmitglied des CMS-Experiments. Erst die gemeinsame Messung von CMS und ATLAS hat es ermöglicht, die Existenz des neuen Teilchens mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit nachzuweisen. Seit der Entdeckung wurde dieses neue Teilchen mit großer Akribie studiert: bis jetzt scheinen die Eigenschaften genau denen zu entsprechen, die auf Grund der theoretischen Vorhersage vor fast 50 Jahren gemacht werden konnten.

Manfred Krammer, der Direktor des Instituts für Hochenergiephysik, ist auch Vorsitzender des Europäischen Komitees für zukünftige Beschleuniger (ECFA). „Dieser weitere Preis für die Entdeckung des Higgs-Bosons unterstreicht einmal mehr die Bedeutung dieses Ergebnisses. Das Higgs-Boson ist nicht ein weiteres Teilchen in einem großen Teilchenzoo, sondern ein völlig neuartiges Teilchen mit gänzlich neuen Eigenschaften. Der LHC ist auf lange Zeit die einzige Maschine, an der man dieses neue Teilchen studieren kann.“

29. Mai 2013

In Brüssel wurde heute bei einer Sondersitzung des CERN-Rats die Aktualisierung der Europäischen Strategie für Teilchenphysik beschlossen. 2006 wurde diese Strategie vom CERN-Rat einstimmig besiegelt. Das war ein wichtiger Schritt, um die führende Rolle Europas in einem globalisierten Umfeld zu unterstreichen.

Seither hat die Teilchenphysik enorme Fortschritte gemacht. Der Large Hadron Collider (LHC) hat erste bedeutende Ergebnisse geliefert, die entscheidend zur Aufklärung der Entstehung unseres Universums beitragen. Durch diese neuen Entdeckungen öffnet sich ein Tor zu neuen Fragestellungen und möglicherweise ergeben sich Hinweise auf neue Phänomene. Daher war es an der Zeit, die europäische Strategie für Teilchenphysik den neuen Erkenntnissen anzupassen und zu aktualisieren.

Das Update der Europäischen Strategie für Teilchenphysik wurde von einer vom CERN-Rat eingesetzten Strategiegruppe definiert. Geleitet wurde das Strategie-Update vom wissenschaftlichen Sekretariat. Manfred Krammer vom Institut für Hochenergiephysik (HEPHY) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften hat als Mitglied dieses Sekretariats das heute unterzeichnete Dokument mitverfasst. Der österreichische Vertreter der  Europäischen Strategiegruppe war Andre Hoang von der Universität Wien.

Ein sehr wichtiges Thema der aktuellen Strategie ist die Erhaltung und der Ausbau des europäischen Modells der grenzüberschreitenden Forschung. Die Europäische Organisation für Kernforschung (CERN), mit dem CERN-Rat als Aufsichtsorgan, wurde im Jahr 1954 gegründet. Heute forschen am CERN mehr als 11.000 Wissenschaftler, Ingenieure und Techniker aus 100 Nationen. Das CERN ist also seit fast 60 Jahren eines der weltweit führenden Zentren für Grundlagenforschung und ein wichtiges Beispiel für erfolgreiche internationale Zusammenarbeit.

Laut Strategiepapier soll die Hauptaufgabe des CERN sein, als starke Basis die Zusammenarbeit von Forschungseinrichtungen der CERN-Mitgliedstaaten und zukünftige internationale Teilchenphysik-Projekte, unter der Leitung des CERN-Rates, zu koordinieren.

Weitere Strategieschwerpunkte Europas und der Europäischen Teilchenphysik-Community sind:

- Nutzung des vollen Potenzials des LHC als weltweit führende Einrichtung für Teilchenphysik

- Studien zu geplanten Post-LHC-Beschleuniger Projekten am CERN

- die Öffnung für die Zusammenarbeit bei Teilchenphysik-Projekten außerhalb Europas, z.B. an einem möglichen Internationalen Linear Collider Labor in Japan

- Investitionen in Kommunikation, Bildung und Öffentlichkeitsarbeit um weltweit die Öffentlichkeit zu informieren  

Weitere Information finden Sie unter: http://press.web.cern.ch 

23. Mai 2013

Besuch des US-Botschafters am HEPHY. V.l.n.r: Prof. Christian Fabjan, Botschafter William C. Eacho, Gattin Donna, Direktor Manfred Krammer, Dr. Dietrich Liko und DI Natascha Hörmann

Der amerikanische Botschafter in Österreich, William C. Eacho III, besuchte gemeinsam mit seiner Frau Donna das Institut für Hochenergiephysik der österreichischen Akademie der Wissenschaften in Wien, um sich aus erster Hand über die Entdeckung des Higgs-Bosons zu informieren.

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.

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