Die CMS-Analysegruppe verwendet Daten aus Proton-Proton-Kollisionen am Large Hadron Collider (LHC) des CERN bei den derzeit höchsten erreichbaren Energien von 7, 8 und 13 TeV. Die entstehenden Teilchen werden mit dem CMS-Experiment aufgezeichnet und bringen Erkenntnisse  über Elementarteilchen und die zwischen ihnen wirkenden Kräfte.

Die Entdeckung des Higgs Bosons hat das “Standardmodell” (SM) der Elementarteilchen vervollständigt. Messungen am Higgs Boson sind daher ein wichtiger Teil unseres Profils. Unter den Schwächen des SM ist die fehlende Erklärung für die “dunkle Materie” am prominentesten.

Mit zwei Ansätzen suchen wir deshalb nach Erweiterungen des SM die dafür Lösungen anbieten. Einerseits könnten Signale von neuen Teilchen, entweder supersymmetrische oder ``dunkle Bosonen’’, in seltenen spektakulären Ereignissen nachgewisen werden. Andererseits suchen wir nach indirekten Signalen in Präzisionsmessungen mit dem top Quark und dem Higgs Boson.

Forschungsschwerpunkte

Die Analysegruppe konzentriert sich auf folgende Forschungsschwerpunkte:

  • Direkte Suche nach "Neuer Physik": Unsere Studien in diesem Bereich werden durch Supersymmetrie motiviert, eine Theorie, die für jedes Teilchen des Standardmodells ein neues Partnerteilchen vorhersagt. In einer Suche nach den Partnern der Gluonen konnte dabei ein weiter Massenbereich ausgeschlossen werden. Mehrere Analysen konzentrieren sich auf die supersymmetrischen Partner von Top-Quarks, da diese einen Einfluss auf die Masse des Higgs-Bosons und die Anteil an Dunkler Materie im Universum haben können.
    In Zusammenarbeit mit unserer Theoriegruppe wurde auch ein System erarbeitet, dass die Vorhersagen anderer, neuer Modelle mit diesen und anderen LHC-Resultaten konfrontieren kann und sie damit verallgemeinert.
     
  • Physik des Higgs-Bosons: Nach bisherigen Messungen stimmen die Eigenschaften des 2012 entdeckten Teilchens mit den Vorhersagen des Standardmodells überein - ihre Genauigkeit ist aber noch begrenzt. Wechselwirkungen des Higgs-Bosons mit Tau-Leptonen sind ein wichtiges Instrument, um die Vorhersagen des Standardmodells und anderer, erweiterter Theorien zu unterscheiden. Die HEPHY-Gruppe analysiert daher Zerfälle in Paare von Tau-Leptonen. Vor kurzem wurde die erste, eindeutige Beobachtung dieses Zerfalls durch ein einzelnes Experiment demonstriert.
     
  • Quantenchromodynamik: Unsere Analysen in diesem Bereich haben ein besseres Verständnis der Quantenchromodynamik (QCD) zum Ziel. Die QCD ist die Theorie der starken Wechselwirkung und daher ein zentrales Element an Hadronbeschleunigern wie dem LHC, auch als Untergrund fuer die oben erwähnten Analysen. Wir verwenden die Produktionsrate und die Spinausrichtung von Quarkonia (gebundene Zustände eines schweren Quarks mit seinem Antiteilchen), um die Vorhersagen von QCD-Rechnungen zu überprüfen.

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter

  • Jochen Schieck

    Direktor
    Rare Event Searches
    CMS Analyse,  COSINUS,  CRESST,  DANAE