Heiko LackerThomas Lohse
Teilchenphysik
bei ATLAS
„Deine Perspektive in der Physik”Humboldt-Universität zu Berlin
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HU und DESY bei ATLAS
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Höhere Triggerstufen
Höhere Triggerstufen
Silizium-DetektorenSilizium-
DetektorenDatenanalyse & Physik-StudienDatenanalyse & Physik-Studien
Luminositäts-monitor ALFALuminositäts-monitor ALFA
AG LohseAG Lohse
AGs Lacker/LohseAG Lacker
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Höhere Triggerstufen
• Herausforderung Trigger: Selektion von 200 interessanten Ereignissen aus 40 Millionen Kollisionen pro Sekunde → „Nadel im Heuhaufen”
Lösung: mehrstufiges Triggersystem
• 1. Stufe: spezielle Elektronik
• 2. und 3. Stufe (= höhere Triggerstufen): Computerfarm
Sie lernen:
• Entwicklung von Softwarepaketen zur Steuerung und Überwachung des Triggers
Entwurf eines neuen Trigger für Ihr Lieblings-Elementarteilchen
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Luminositätsmonitor ALFA
• ALFA: Absolute Messung der Luminosität* bei ATLAS
Kalibration der Luminositätsmessung bei ATLAS → Grundlage für höchste Präzision bei vielen LHC-Messungen
• Detektor: szintillierende Fasern sehr nah am Protonstrahl
• Derzeit: Testmessungen am LHC
Sie lernen:
• Durchführung von speziellen LHC-Tests
Auslese und Auswertung von Daten eines Faserdetektors
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*Maß für Leistungsfähigkeit des Beschleunigers
Kollisionspunkt
ALFA
Szintillierende Fasern
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Silizium-Detektoren
• Silizium-Detektoren bei ATLAS
Präzise Vermessung von Ursprungsort und Impuls von geladenen Teilchen (10 µm Auflösung)
• > 80 Millionen Auslesekanäle
• Großes LHC-Upgrade geplant für 2020 → Entwicklung neuer Silizium-Detektoren
Software-Projekt: detaillierte Simulationen für optimales Layout
• Hardware-Projekt:
Bau und Test von Detektormodulen
• Schnelle Datenauslese und -übertragung
• Sie lernen: Umgang mit anspruchsvoller Detektortechnik und Elektronik, systemnahe Programmierung
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Der ATLAS-Silizium-PixeldetektorDer ATLAS-Silizium-Pixeldetektor
Modul des Silizium-Streifendetektors
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Datenanalyse und Physikstudien
• Unsere aktuelle Forschung:
Top-Quarks am LHC: nur das 6. Quark im Standardmodell oder mehr?
• Gibt es eine 4. Generation von Quarks und Leptonen?
• Suche nach Supersymmetrie und Kandidaten für dunkle Materie
Hier lernen Sie:
• Wie ATLAS eine Proton-Proton-Kollision „sieht” – von den Rohdaten zur Physik
• Fortgeschrittene Methoden der Computersimulation und Datenanalyse
• Das Experiment nimmt Daten!→ erste Anzeichen „neuer Physik”?
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Supersymmetrische „Spiegelteilchen”?
Top-Antitop-EreignisTop-Antitop-Ereignis
•Im heutigen Universum nur Materie,
aber keine Antimaterie. -- Warum?
CP-Verletzung: Natur nicht symmetrisch:
C: Teilchen <—> Antiteilchen
P: Spiegelung am Ursprung
•Untersuchung von CP-Verletzung und
Bestimmung der Quarkmischungsmatrix
mit Zerfällen von B-Mesonen (Teilchen,
die b-Quarks enthalten)
650 Physiker
83 Institute
11 Länder
H. Lacker, Thomas Lück, 3 StudentInnen
* Umgang mit großen Datenmengen & -banken
* Objektorientiertes Programmieren
* Analyse mit modernen statistischen Methoden
Der Der BABARBABAR-Teilchendetektor-Teilchendetektor
Stanford Linear Accelerator CenterStanford Linear Accelerator Center Fragestellungen bei Fragestellungen bei BABARBABAR
BABARBABAR an der HU Berlin an der HU Berlin
Elektron-Positron-Kollisionen
Schwerpunktsenergie: 10.58 GeV
Datennahme: Ende 1999-April 2008
Teilchenphysik mit Teilchenphysik mit BABARBABAR (AG Lacker) (AG Lacker)
Yoichiro Nambu Fermi Inst., USA
Makoto KobayashiKEK, Japan
Toshihide MaskawaKyoto U., Japan
Nobelpreis 2008: Gebrochene SymmetrienNobelpreis 2008: Gebrochene Symmetrien
Spontane Symmetriebrechung
in der starken Wechselwirkung
Verletzung der CP-Symmetrie
und Quarkmischung
CKMfitter: Interpretation der Daten im RahmenCKMfitter: Interpretation der Daten im Rahmen
bzw. jenseits des Standardmodellsbzw. jenseits des Standardmodells
Internationale Gruppe von 12 Experimental-
und theoretischen Physikern aus Deutschland,
Frankreich & Japan
Neues Projekt an HU: Einschränkungen auf
eine 4. Familie von Quarks & Leptonen
(H. Lacker, Andreas Menzel)
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Studenten in internationaler ForschungStudenten in internationaler Forschung(Teilchenphysik, ähnliche für Astroteilchenphysik)(Teilchenphysik, ähnliche für Astroteilchenphysik)
Man lernt:
Hardware
Planung, Bau, Tests
Datennahme
Überwachung...
Software
Objektorientiert
große Programmpakete
Grid-Computing
Simulationen
Statistische Analysen
Methodik
Team-Arbeit in internationaler Kollaboration mit sinnvoller Aufgabenteilung
Zerlegen komplexer Probleme in Teilschritte
Koordination der Arbeit, oft über große Entfernungen
Zusammenarbeit mit Menschen anderer Kulturen und Weltanschauungen
englischsprachige Kommunikation u. Vorträge
konstruktive Konkurrenzsituationen
ATLAS Collaboration:3000 Physiker/innen (davon 1000 Studierende) aus 173 Instituten und Unis in 37 Ländern
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Berufsentwicklung junger Teilchenphysiker/innenBerufsentwicklung junger Teilchenphysiker/innen
50% Industrie50% Industrie
50% Unis oder50% Unis oder
Forschungszentren,Forschungszentren,
z.B. CERN fellowsz.B. CERN fellows