Elementarteilchenphysik
Die fundamentale Struktur der Materie wird durch einen Satz eleganter Gleichungen, dem Standardmodell der Teilchenphysik, beschrieben.
Das Modell beruht auf Symmetrieargumenten und beschreibt den uns bekannten Teil des Universums mit Hilfe weniger Grundbausteine, den Elementarteilchen, und deren Wechselwirkungen. Bis heute konnten damit alle Beobachtungen an Beschleunigern erklärt und zahlreiche Entdeckungen präzise vorhergesagt werden. Doch das Modell beschreibt lediglich vier Prozent der Energiedichte des Universums und lässt weitere grundlegende Fragen offen.
Im Rahmen unserer Forschung versuchen wir diese Fragen zu beantworten: Wie ist unser Universum und alle Materie darin entstanden und wie wird es sich weiter entwickeln? Wieso sind die Naturkräfte so unterschiedlich stark? Was genau sind die uns unbekannten 96 Prozent unseres Universums? Gibt es auf heute erreichbaren Energieskalen Hinweise auf neue Teilchen und Wechselwirkungen, die uns einem Gesamtbild des Universums näher bringen?
In der theoretischen Teilchenphysik entwickeln wir mathematische Methoden und Werkzeuge für präzise Berechnungen innerhalb des Standardmodells und Modelle möglicher Erweiterungen. Darüber hinaus beschäftigen wir uns mit phänomenologischen Studien zu Messungen an aktuellen und zukünftigen Beschleunigerexperimenten. Unter anderem sind wir aktiv auf dem Gebiet der Physik mit schweren Quarks, effektiven Feldtheorien und Erweiterungen des Standardmodells.
In der experimentellen Teilchenphysik untersuchen wir kaum messbare Effekte mit gewaltigen Detektoren, wie im ATLAS-Experiment am Large Hadron Collider des europäischen Kernforschungszentrum CERN oder im Belle-II-Experiment am SuperKEKB-Beschleuniger in Japan.
Wir entwickeln und bauen hochmoderne Detektorkomponenten für die größten und komplexesten, je von Menschenhand gebauten, Instrumente. Für die Auswertung entwerfen wir IT-Systeme, Analysen und Algorithmen die in der Lage sind riesige Datenmengen aktueller Experimente nach Zeichen neuer Physik zu durchsuchen.
Professorinnen und Professoren
Prof. Dr. Otmar Biebel
Experimentelle Untersuchung der Eigenschaften der Elementarteilchen und ihrer Wechselwirkungen / Detektoren für den Teilchennachweis
Prof. Dr. Gerhard Buchalla
Theorie der starken und elektroschwachen Wechselwirkung / Physik schwerer Quarks, Flavourphysik, CP Verletzung / Seltene Zerfälle von K und B Mesonen
Prof. Dr. Thomas Kuhr
Messungen von Unterschieden zwischen Materie und Anti-Materie / Messungen von seltenen Zerfällen von Teilchen mit schweren Quarks / Entwicklung von Software zur Datenauswertung und Detektorbau
Prof. Dr. Dieter Lüst
String-Theorie / Supersymmetrie / Eich-Theorien und Gravitation
Prof. Dr. Ivo Sachs
Quantenfeldtheorie, Supersymmetrie / Konforme Feldtheorie / Stringfeldtheorie mit Anwendungen in der Kosmologie und schwarzen Löchern