Neue Reaktionen des Higgs-Bosons entdeckt

Neues aus der Forschung

Meldung vom 05.06.2018

Freiburger Arbeitsgruppe leistet wichtige Beiträge zur Arbeit am Europäischen Forschungszentrum für Elementarteilchenphysik


180605-2146_medium.jpg
 
Der Teilchendetektor ATLAS

ATLAS observes direct interaction of Higgs boson with top quark
ATLAS Collaboration, 4th June 2018

Die ATLAS-Kollaboration am Europäischen Forschungszentrum für Elementarteilchenphysik CERN in Genf/Schweiz hat die Entdeckung eines neuen Teilchenprozesses verkündet: der gemeinsamen Produktion eines Higgs-Bosons mit zwei Top-Quarks. „Diese Messung ist ein Meilenstein in der Erforschung des Higgs-Mechanismus und der Wechselwirkung der Elementarteilchen mit dem Higgs-Teilchen. Es ist damit etabliert, dass auch das schwerste der bekannten Teilchen, das Top-Quark, seine große Masse über den Higgs-Mechanismus erhält“, sagt Karl Jakobs, Physikprofessor an der Universität Freiburg und Leiter der internationalen ATLAS-Kollaboration. Das Higgs-Boson wurde schon 2012 am CERN entdeckt, aber dies war nur der erste Schritt in der Erforschung dieses Teilchens. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler wollen nun insbesondere herausfinden, ob der Higgs-Mechanismus wirklich für die Massen der Elementarteilchen verantwortlich ist.

„Nur ein Prozent aller Higgs-Bosonen werden zusammen mit zwei Top-Quarks produziert. Um diesen Prozess zu entdecken, haben wir wichtige Zerfälle des Higgs-Bosons untersucht und die Einzelmessungen kombiniert“, sagt Dr. Andrea Knue, eine führende Wissenschaftlerin in der ATLAS-Kollaboration für die Untersuchung der Eigenschaften von Top-Quarks und Leiterin der Analysegruppe in Freiburg zur Higgs-Produktion zusammen mit Top-Quarks. „Unser größtes Problem ist, dass es andere, viel häufigere physikalische Prozesse gibt, die dem eigentlichen Signal sehr ähnlich sehen. Daher verwenden wir komplexe Methoden wie zum Beispiel maschinelles Lernen, um das Signal besser herausfiltern zu können."

Das Resultat verwendet den gesamten Datensatz, den der weltweit größte Teilchenbeschleuniger, der Large Hadron Collider (LHC) am CERN, dem ATLAS-Experiment bis Ende 2017 bereitgestellt hat. Damit konnten die Forscher die Signalreaktion mit einer statistischen Signifikanz von 6,3 Standardabweichungen (Sigma) nachweisen. Auch das ebenfalls am CERN angesiedelte Konkurrenzexperiment CMS hat diesen Prozess beobachtet und eine Signifikanz von 5,2 Sigma, basierend auf von 2011 bis 2016 erhobenen Daten, erreicht. Beide Messungen stimmen mit den Vorhersagen des Standardmodells überein, allerdings sind die Messungenauigkeiten noch groß.

Weitere, genauere Messungen und Fortschritte im Verständnis des Higgs-Bosons und des Top-Quarks gelten als äußerst wichtig: Abweichungen von den erwarteten Teilcheneigenschaften könnten auf bisher unbekannte neue Reaktionen oder Elementarteilchen schließen lassen. Diese Studien stehen im Zentrum des Graduiertenkollegs „Masse und Symmetrien nach der Entdeckung des Higgs-Teilchens am LHC” der Universität Freiburg, das seit drei Jahren von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wird.

„Bisher hat ATLAS nur drei Prozent der langfristig angestrebten Messungen durchgeführt. Für den vollen Datensatz benötigen wir einen genaueren Detektor und präzisere Analysemethoden. In Freiburg entwickeln wir neue Detektorkomponenten, die bis 2024 den bestehenden ATLAS-Detektor deutlich verbessern werden. In der Datenanalyse werden wir noch stärker als bisher Methoden der künstlichen Intelligenz verwenden, um das Signal besser vom Untergrund zu trennen”, sagt Gregor Herten, Physikprofessor an der Universität Freiburg. „Die kommenden Jahre werden anstrengend und spannend werden.“


News der letzten 2 Wochen


Meldung vom 12.10.2018 17:11

Materiezustände durch Licht verändern

Physikerinnen und Physikern der Universität Hamburg ist es gelungen, mithilfe von Laserpulsen die Ordnung von ...

Meldung vom 12.10.2018 17:06

Elektronen schwimmen mit dem Strom

Sie schalten einen Schalter und das Licht geht an, weil Strom „fließt“. Die übliche Wahrnehmung ist, das ...

Meldung vom 12.10.2018 17:01

Der Zusammensetzung von Planeten auf der Spur

UZH-Forschende haben statistisch die Zusammensetzung und Struktur von weit entfernten Exoplaneten samt ihrer A ...

Meldung vom 12.10.2018 16:55

Stringtheorie: Ist Dunkle Energie überhaupt erlaubt

Eine neue Vermutung scheint die Stringtheorie aus den Angeln zu heben. Timm Wrase von der TU Wien veröffentli ...

Meldung vom 12.10.2018 16:49

Eine Reise zum Anbeginn der Zeit

Im Rahmen des „Pristine Survey“ sucht und erforscht ein internationales Team die ältesten Sterne unseres ...

Meldung vom 12.10.2018 16:41

Raumsonde Cassini beweist: Wassereis- und silikatreiche Partikel im Ringregen des Saturns

Die europäisch-amerikanische Mission Cassini-Huygens gehört zu den aufregendsten Weltraumflügen zur Erforsc ...

Meldung vom 12.10.2018 16:37

Neue Messungen fordern kosmologische Theorien heraus

Neue Messungen stellen die Astrophysik vor ein Rätsel: Demnach haben sich in der Zeit seit dem Urknall deutli ...

Meldung vom 12.10.2018 16:22

Molekulare Multiwerkzeuge

Die Funktionalisierung von Oberflächen mit verschiedenen physikalischen oder chemischen Eigenschaften ist ein ...

Meldung vom 12.10.2018 16:16

Wenn Centauren die Erde bedrohen

Die Astrophysiker Mattia Galiazzo und Rudolf Dvorak von der Universität Wien untersuchten gemeinsam mit Eliza ...

Meldung vom 03.10.2018 16:31

Erste Experimente an neuem Röntgenlaser enthüllen unbekannte Struktur von Antibiotika-Killer

Eine große internationale Forschergruppe unter DESY-Führung hat die Ergebnisse der ersten wissenschaftlichen ...

Meldung vom 03.10.2018 16:26

Neutronen tasten Magnetfelder im Innern von Proben ab

Ein HZB-Team hat am Forschungsreaktor BER II mit Hilfe einer neu entwickelten Neutronen-Tomographie erstmals d ...

Meldung vom 03.10.2018 16:21

Durchbruch in der Quantenphysik: Reaktion von Quantenfluid auf Fotoanregung gelöster Teilchen

Forscher der TU Graz beschreiben in Nature Communications den Prozess, der innerhalb einer Billionstel Sekunde ...

Meldung vom 03.10.2018 16:16

Das glimmende Universum

Mit dem MUSE-Spektrographen am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte (ESO) entdeckten Wissensc ...

Meldung vom 03.10.2018 16:11

Studie: Atomare Verunreinigung ähnlich wie bei Edelsteinen dient als Quanten-Informationsspeicher

Für die Farben von Edelsteinen oder die Leistungsfähigkeit moderner Halbleiter sind Verunreinigungen in Mate ...

Meldung vom 03.10.2018 16:07

Maschinelles Lernen hilft, Photonik-Anwendungen zu optimieren

Photonische Nanostrukturen erhöhen nicht nur die Effizienz von Solarzellen, sondern verbessern auch die Wirks ...

Meldung vom 03.10.2018 16:02

Mit dem Rauschen arbeiten

Rauschen ist meistens ein unerwünschtes Phänomen, etwa bei einem aufgenom-menen Gespräch bei Umgebungslärm ...

Meldung vom 03.10.2018 15:48

Besser sehen durch Schall

Eine neue, vielversprechende Mikroskopiemethode wurde an der TU Wien entwickelt – die „Nanomechanische Abs ...

Meldung vom 03.10.2018 15:41

Höchste Taktraten lassen Elektronik kalt

nternationales Physiker-Team kombiniert Lichtwellen-Elektronik mit topologischen Isolatoren

Meldung vom 03.10.2018 15:37

Kupfer-Aluminium-Superatom

Äußerlich sieht der Cluster aus 55 Kupfer- und Aluminiumatomen aus wie ein Kristall, chemisch hat er jedoch ...

Meldung vom 03.10.2018 15:30

Mögliche Heimatsterne für das interstellare Objekt ‘Oumuamua

Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Coryn Bailer-Jones vom Max-Planck-Institut für Astronomie hat d ...

Meldung vom 03.10.2018 15:22

Forscher untersuchten Wechselwirkungen in künstlichen Systemen

Wissenschaftler der Universitäten in Leipzig und Princeton haben in Experimenten herausgefunden, wie durch In ...

Meldung vom 03.10.2018 15:18

Wie Magnetismus entsteht: Elektronen stärker verbunden als gedacht

Wieso sind manche Metalle magnetisch? Diese einfache Frage ist wissenschaftlich gar nicht so leicht fundiert z ...

Meldung vom 03.10.2018 14:31

Erstmals gemessen: Wie lange dauert ein Quantensprung

Mit Hilfe ausgeklügelter Experimente und Berechnungen der TU Wien ist es erstmals gelungen, die Dauer des ber ...

Meldung vom 03.10.2018 13:56

Kernphysiker stellen Beobachtungen zum quantenchromodynamischen Phasenübergang vor

Dies ist eine gemeinsame Pressemitteilung der Universitäten Münster und Heidelberg sowie des GSI Helmholtzze ...

Meldung vom 03.10.2018 13:40

Was Einstein noch nicht wusste

Er liefert die Grundlage für Solarenergie und globale Kommunikation: der photoelektrische Effekt. Vor über e ...




11.05.2018:
Vorsicht, Glatteis!


Newsletter

Neues aus der Forschung