Beitrag von W-Bosonen zum Aufbau der Materie
Matthias Schott wird mit Unterstützung der DFG eine Emmy Noether-Nachwuchsgruppe zur Präzisionsmessung der Masse von W-Bosonen einrichten.
Die Gruppe um Schott ist der Experimentellen Teilchen- und Astroteilchenphysik (ETAP) an der an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) angegliedert, die Untersuchungen selbst werden am Large Hadron Collider (LHC) des Genfer CERN durchgeführt. „Die Präzisionsmessungen werden dazu beitragen, den Aufbau der Materie besser zu verstehen“, erwartet Matthias Schott. Dies ist auch vor dem Hintergrund der kürzlich bekanntgegebenen Entdeckung des Higgs-Bosons am CERN von besonderer Bedeutung.
Das Standardmodell der Teilchenphysik ist die erfolgreichste Theorie zur Beschreibung der fundamentalen Bausteine der bekannten Materie und ihrer Wechselwirkungen. Trotz des unglaublichen Erfolgs dieser Theorie in den vergangenen Jahrzehnten sind einige entscheidende Fragen noch nicht beantwortet. Teilchenphysiker auf der ganzen Welt versuchen zu erklären, wie die Bausteine der Natur ihre Masse erhalten. „Die genaue Messung der Masse von drei unserer fundamentalen Bausteine, dem W-Boson, dem Top-Quark und dem Anfang Juli entdeckten Higgs-Boson, wird eine endgültige Antwort geben können“, so Schott.
W-Bosonen sind elektrisch geladene Elementarteilchen, die zwischen anderen Elementarteilchen im Atomkern die schwache Wechselwirkung vermitteln. Ihre Masse ist ungefähr 80 Mal so groß wie die eines Protons, W-Bosonen sind also relativ schwer. Sie können an Teilchenbeschleunigern wie dem LHC erzeugt werden, zerfallen allerdings sehr schnell wieder. Ziel der neuen Nachwuchsgruppe ist die Massebestimmung des W-Bosons mit einer bisher unerreichten Genauigkeit. Die Messung basiert auf der Verwendung neu entwickelter computergestützter Methoden und großer Rechenzentren. Sie stellt eine der anspruchsvollsten Aufgaben in der heutigen Teilchenphysik dar, weil eine Vielzahl von experimentellen und theoretischen Aspekten berücksichtigt werden muss. Das Vorhaben soll mit Daten des ATLAS-Detektors am LHC durchgeführt werden.
Die DFG möchte mit dem Emmy Noether-Programm jungen Forschern den Weg zur wissenschaftlichen Selbstständigkeit eröffnen, indem sie eine Nachwuchsgruppe leiten und sich dadurch die Befähigung zum Hochschullehrer aneignen. Die Gruppe wird in der Regel während fünf Jahren gefördert. Matthias Schott hat in den vergangenen Jahren als wissenschaftlicher Angestellter am CERN zur Produktion von elektroschwachen Eichbosonen am LHC geforscht und wird im Herbst 2012 in Mainz mit dem Aufbau seiner Arbeitsgruppe beginnen.
JGU / PH
