GRK 1054:  Teilchenphysik im Energiebereich neuer Phänomene

• Fachliche Zuordnung: Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 376397

Die fundamentalen Bestandteile der Materie, Quarks und Leptonen, und deren starke und elektroschwache Wechselwirkung werden durch das Standardmodell der Teilchenphysik exzellent beschrieben. Aber es gibt Defizite: Teilchenmassen, das Massenspektrum der Quarks und Leptonen und deren Generationsstruktur sind fundamentale Probleme für das Modell. Das erwartete Higgs-Boson zur Erklärung der Teilchenmassen ist noch nicht entdeckt. Und theoretische Probleme des Standardmodells motivieren Erweiterungen bei Energien, die die leistungsstärksten Teilchenbeschleuniger Tevatron und LHC erreichen. Die Themen dieses Graduiertenkollegs sind auf Untersuchungen der Teilchenphysik bei den kleinsten, mit Beschleuniger zugänglichen Abständen und auf die fundamentalen Probleme des Standardmodells ausgerichtet:
-- Ursprung der Masse: Higgs-Boson und seine Relation zu den Teilchenmassen
-- Hierarchie fundamentaler Kräfte: elektroschwache Kraft viel stärker als Gravitation
-- Vereinigung der Wechselwirkungen: Grand Unified Theories (GUT)
-- Existenz (großer) Extra-Dimensionen
-- Existenz einer Supersymmetrie zwischen Materie und Kräften: Supersymmetrische Teilchen und deren Relation zu Dunkler Materie
-- Ursprung und Verständnis der Materie-Antimaterie-Asymmetrie: CP-Verletzung
Lösungen dieser fundamentalen Probleme sind mit neuen Phänomenen verbunden, die mit Experimenten an Beschleunigern zu beobachten sind. Nur durch die detaillierte theoretische Kenntnis dieser Prozesse können die Signaturen der neuen Phänomene in den komplexen Endzuständen der Teilchenkollisionen bei hohen Energien erkannt werden. Und eine experimentelle Beobachtung neuer Phänomene führt zur Entwicklung neuer Theorien. Dafür bieten enge Zusammenarbeit und interdisziplinärer Austausch zwischen Theorie und Experiment in diesem Graduiertenkolleg ein inspirierendes und motivierendes Umfeld für die Studenten und deren innovative Ansätze. Das Graduiertenkolleg, eingerichtet an Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) und Technischer Universität München (TUM), profitiert durch die Assoziation des Max-Planck-Instituts für Physik (MPI). Das Engagement dieser Institute in Projekten an den internationalen Zentren CERN, DESY und Fermilab ermöglicht den Stipendiaten, an der Spitze der Forschung zu den fundamentalen Problemen des Standardmodells mitzuarbeiten. Für das Graduiertenkolleg werden die weltweiten Verbindungen von LMU, TUM und MPI durch die Einbindung führender Wissenschaftler der Forschungszentren erweitert.

• DFG-Verfahren: Graduiertenkollegs
• Antragstellende Institution: Ludwig-Maximilians-Universität München
• Mitantragstellende Institution: Technische Universität München (TUM)
• Sprecher: Professor Dr. Otmar Biebel
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professor Dr. Gerhard Buchalla; Professor Dr. Andrzej Jerzy Buras; Professor Dr. Wolfgang Hollik; Professor Dr. Alejandro Ibarra; Privatdozent Dr. Thomas Nunnemann; Professor Dr. Michael Ratz; Professorin Dr. Dorothee Schaile; Professor Dr. Raimund Ströhmer