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15. Mai 2013

Wissenschaftler der CMS-Kollaboration vor einem Foto des CMS Detektors in Originalgröße. (Bildrechte Michael Hoch)

Die CMS- und ATLAS-Kollaborationen werden für die Entdeckung eines neuen schweren Teilchens, welches Eigenschaften des lange gesuchten Higgs-Bosons zeigt, mit dem „High Energy and Particle Physics“ Preis 2013 der Europäischen Physikalischen Gesellschaft (EPS) ausgezeichnet.

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/

8. Mai 2013

Der Teilchenphysiker Josef Pradler, bislang Postdoktorand an der Johns Hopkins-Unversität in Baltimore, wird im Rahmen des Impulsprogramms “New Frontiers Groups” der ÖAW für fünf Jahre gefördert. Sein Weg hat den Tiroler von einer Diplomarbeit an der Universität Wien über eine Postdoc-Stelle am renommierten Perimeter-Institut in Kanada zurück nach Wien ans HEPHY gebracht.

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.

8. Mai 2013

Prof. Dr. Jochen Schieck (Foto: www.fotoeye.de)

Prof. Dr. Jochen Schieck von der Ludwig-Maximilians-Universität München ist neuer Direktor des Instituts für Hochenergiephysik. Er wird sein Amt ab Oktober 2013 ausüben und eine neue Forschungsgruppe über „Dunkle Materie“ aufbauen.

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.

15. März 2013

Kandidat für den Zerfall eines Higgs-Boson.

Im Rahmen der traditionellen zweiwöchigen Winterkonferenz „Rencontres de Moriond“, welche dieses Wochenende zu Ende geht, präsentierte die CMS Kollaboration eine Vielzahl neuer Resultate, die erstmals auf allen im Jahr 2012 aufgezeichneten Daten beruhen. Besonderes Interesse fanden die neuen Messungen der Produktions- und Zerfallseigenschaften des kürzlich entdeckten Bosons, das nun mit hoher Sicherheit als ein „Higgs-Boson“ identifiziert werden kann.

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

1. März 2013

Die weltweit bedeutendste Konferenz über Teilchendetektoren, die Vienna Conference on Instrumentation (VCI), ging am 15.02.2013 zu Ende. Rund 300 Teilnehmer aus 25 Ländern diskutierten neueste Entwicklungen und Anwendungen auf diesem Gebiet. Die vom HEPHY gemeinsam mit dem Atominstitut der TU Wien organisierte Konferenz wurde bereits zum 13. Mal in Wien abgehalten.

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. 

5. Februar 2013

Der Diplomarbeitspreis der Stadt Wien wird jährlich von der TU Wien und der Stadt Wien für besonders hervorragende Diplomarbeiten verliehen. Im Jahr 2012 konnte den Preis die HEPHY Diplomandin Maria Bernard-Schwarz gewinnen. Wir gratulieren recht herzlich!

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)

8. Januar 2013

CERN Generaldirektor Rolf Heuer erklärt das Higgs-Boson (TechGate)

Wie vom Wissenschaftsressort der Tageszeitung “Der Standard” berichtet, hat im Jahr 2012 der Artikel über die Entdeckung des Higgs-Bosons am CERN die meisten Leserzugriffe (120000 Page Impressions) erhalten. Die Resultate wurden von den interessierten Lesern in mehreren tausend Postings diskutiert. Es ist erstaunlich, dass das Interesse der Leser an diesem Resultat der Grundlagenforschung andere Themen bei weitem übertrifft.

Das Interesse der Öffentlichkeit an Teilchenphysik zeigt sich auch in den Besucherzahlen bei Outreach-Aktivitäten des HEPHY. Hier war die am besten besuchte Einzelveranstaltung ein Diskussionsabend im TechGate mit dem CERN-Generaldirektor und mehr als 400 Gästen. Auch die Wanderausstellung „teilchen.at“ des Institutes am französischen Kulturinstitut war ausgezeichnet besucht : viele hochrangige Zuhörer, darunter mehrere Botschafter, nahmen an der Eröffnung im November 2012 teil. Diese Festveranstaltung war der Auftakt einer Vortragsreihe mit prominenten Sprechern, die gemeinsam mit dem französischen Kulturinstitut und der Schweizer Botschaft organsiert wurde. Das Interesse war nicht nur in Wien sehr groß: Der Vortrag von Claudia Wulz am EXPI Science Center im Rosental in Kärnten zum Thema „Das Higgs-Boson und ungelöste Rätsel der Physik“ hat mit mehr als 200 Besuchern die Erwartungen sensationell übertroffen.

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