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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.

26. Dezember 2012

Laurenz Widhalm (1973–2012)

Am 24. Dezember verstarb Laurenz Widhalm nach langer, schwerer Krankheit. Laurenz war seit 1998 für das HEPHY tätig und befasste sich zunächst mit theoretischer Physik, dann mit der Analyse von Experimenten am CERN und in Japan und vermittelte die Teilchenphysik sehr erfolgreich einer breiten Öffentlichkeit. Mit Laurenz verlieren wir einen unermüdlichen und stets hilfsbereiten Freund und Kollegen. Wir möchten seinen Hinterbliebenen unsere tiefe Anteilnahme ausdrücken.

Laurenz studierte Physik an der TU Wien und beschäftigte sich im Rahmen seiner Diplomarbeit mit dem Gebiet der Quantenfeldtheorien. Danach verbrachte er drei Jahre am CERN, wo er am NA48-Experiment arbeitete und seine Dissertation verfasste, die mit dem Victor Hess-Preis der Österreichischen Physikalischen Gesellschaft ausgezeichnet wurde. 2001 trat das HEPHY dem japanischen Belle-Experiment bei – und Laurenz war von Anfang an dabei.

Schon früh widmete sich Laurenz der Aufgabe, die Teilchenphysik im Allgemeinen und die Forschung am HEPHY im Besonderen der Öffentlichkeit zu vermitteln. Dazu organisierte er Veranstaltungen, die er zunächst weitgehend alleine durchführte. Sein Beispiel machte Schule und zunehmend konnte er mehr und mehr Kolleginnen und Kollegen dazu gewinnen, ihn bei der Öffentlichkeitsarbeit zu unterstützen. Schließlich wurde er Outreach-Koordinator für Kern- und Teilchenphysik der Österreichischen Physikalischen Gesellschaft und vertrat Österreich in dieser Funktion am CERN.

Im Jahr 2006 wurde bei Laurenz Krebs diagnostiziert und nach therapiebedingter Arbeitspause schien die Krankheit zunächst überwunden. Trotz wiederkehrender und beschwerlicher Chemotherapien hatte Laurenz einen schier unermüdlichen Schaffensdrang und organisierte auch vom Krankenbett aus Termine, produzierte Grafiken und Videos, schrieb Artikel, ersann neue Ausstellungsobjekte, Veranstaltungen und vieles mehr. Erst kürzlich – am 14. Dezember – wurde Laurenz für seine Verdienste mit dem Werner-Welzig-Preis der Österreichischen Akademie der Wissenschaften geehrt.

Leider verschlechterte sich im letzten Halbjahr Laurenz' Zustand derart, dass er zuletzt ständig an das Bett gebunden war. Am 24. Dezember schloss er für immer seine Augen. Wir bedauern sein Ableben zutiefst und möchten unser Mitgefühl all seinen Angehörigen zum Ausdruck bringen, insbesondere seiner Mutter Sylvia Widhalm, die Laurenz bis zuletzt liebevoll betreut hat. Wir behalten Laurenz als immer einsatzfreudigen, hilfsbereiten und wertvollen Freund und Kollegen in Erinnerung – sein Geist lebt in den zahlreichen von ihm begründeten Aktivitäten weiter.

21. Dezember 2012

Das Wissenschaftsjournal „Science“ erachtet die Entdeckung des Higgs-Teilchens – an der auch das Institut für Hochenergiephysik (HEPHY) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften wesentlichen Anteil hatte – als wissenschaftlichen Durchbruch des Jahres 2012. Das Higgs-Teilchen ist der letzte fehlende Baustein der quantenphysikalischen Standardtheorie der fundamentalen Teilchen und Kräfte.

Theoretische Gründe bewogen Peter W. Higgs und andere Physiker bereits vor fast 50 Jahren, die Existenz eines derartigen Teilchens anzunehmen: Auf den ersten Blick erlaubt des Standardmodell nur die mathematisch konsistente Beschreibung masseloser Teilchen; Teilchenmassen gefährden diese an sinnvolle Theorien zu stellende Forderung. Der Ausweg war, die Masse jedes Teilchens durch seine Wechselwirkungen mit anderen Teilchen zu „erzeugen“, dafür ist die Existenz mindestens eines Higgs-Teilchens notwendig. Am 4. Juli 2012 verkündeten die Experimente ATLAS und CMS am CERN, dem Europäischen Laboratorium für Teilchenphysik, die Entdeckung eines neuen Teilchens mit den vom Higgs-Teilchen erwarteten Eigenschaften: eine herausragende experimentelle Leistung und ein Triumph der theoretischen Physik.

http://www.sciencemag.org/content/338/6114/1524.full

http://www.hephy.at/physik/das-higgs-boson/

Kontakt:

Univ.-Doz. Dr. Wolfgang Lucha
Tel.: 01 544 73 28 – 28

Wolfgang.Lucha@oeaw.ac.at

 

21. Dezember 2012

Laurenz Widhalm und ein Fan

Laurenz Widhalm wurde für sein außergewöhnliches Engagement in der Vermittlung der faszinierenden Welt der Physik mit dem Werner Welzig-Preis 2012 ausgezeichnet. Seine erfolgreiche Öffentlichkeitsarbeit trägt wesentlich dazu bei, naturwissenschaftliche Erkenntnisse, im Speziellen die Forschungsergebnisse und Technologie der Teilchenphysik, einem breiten Publikum näher zu bringen.

Der prestigereiche Werner Welzig-Preis wird an Persönlichkeiten verliehen, die sich um das Ansehen der Österreichischen Akademie der Wissenschaften in der Öffentlichkeit besondere Verdienste erworben haben. Einer der diesjährigen zwei Preisträger ist Laurenz Widhalm. Laurenz hat es geschafft, das Verständnis für die Elementarteilchenphysik und für die Forschung am HEPHY auf ein neues Niveau anzuheben.

Mit einer Reihe von Initiativen wie Wanderausstellungen in Schulen, bei Kongressen und in ‚Science-Museen‘, mit Fortbildungslehrgängen für LehrerInnen, mit ‚Begabtenakademien‘ für 8 bis 10-Jährige, ‚Masterclasses‘ für besonders Talentierte, mit Vorträgen an (Volkshoch-)Schulen, um nur einige dieser Aktivitäten zu erwähnen. Laurenz war lange Zeit Koordinator für Publikumsarbeit für Kern- und Teilchenphysik österreichweit und der österreichische Vertreter im Europäischen ‚Outreach- Komitee‘ EPPOG. Seine Begeisterung und sein Enthusiasmus hat auch die MitarbeiterInnen am Institut ‚angesteckt‘: Öffentlichkeitsarbeit ist mittlerweile für Alle ein Teil  ihres beruflichen Alltags geworden.   

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