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TRR 257:  Phänomenologische Elementarteilchenphysik nach der Higgs-Entdeckung

Fachliche Zuordnung Physik
Förderung Förderung seit 2019
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 396021762
 
Der Sonderforschungsbereich “Particle Physics Phenomenology after the Higgs Discovery” (P3H) strebt danach, unser Naturverständnis auf der grundlegendsten Ebene voranzubringen, durch das Studium von Elementarteilchen und deren Wechselwirkungen. Durch die Entdeckung des Higgs-Bosons 2012 am “Large Hadron Collider (LHC)” am CERN wurde das sogenannte Standardmodell der Teilchenphysik (SM) vervollständigt, und damit begann eine neue Ära. Während die gegenwärtigen Daten von Hochenergie-Beschleunigern sehr gut mit den Vorhersagen des SM übereinstimmen, wurden zunehmend “Anomalien” in der Flavorphysik and anderen Experimenten bei niedrigeren Energien gefunden. Zudem deuten Beobachtungen aus der Kosmologie und Astrophysik auf die Existenz von dunkler Materie, dunkler Energie und Quellen von CP-Verletzung hin, welche das SM nicht erklären kann. Mögliche Erweiterungen des SM sind in der gegenwärtigen Forschungslandschaft der Teilchenphysik nicht durch den direkten Nachweis neuer Teilchen gesteuert. Deshalb ist es notwendig, indirekte Methoden der Suche nach Physik jenseits des SM voranzutreiben, sowie die Verbindungen zwischen Flavorphysik und Hochenergie-Kolliderphysik zu verstärken. Der SFB P3H stellt eine Antwort auf diesen Paradigmenwechsel hin zur Präzisionsphysik als Wegbereiter indirekter Nachweise von Physik jenseits des Standardmodells dar. Sein langfristiges Ziel ist es, ein umfangreiches Programm zur Suche, Entdeckung und Untersuchung von “Neuer Physik” zu entwickeln, in einem Umfeld, wo Theorie-Vorhersagen höchster Präzision eine unverzichtbare Rolle auf dem Weg zu neuen Entdeckungen spielen. Die Forschungsgebiete umfassen Higgs-Physik, die Physik von top-quarks, elektroschwachen Eichbosonen und Jets, sowie Flavorphysik. Diese Schwerpunkte werden durch verschiedene Zugänge beleuchtet: Effekte von Physik jenseits des SM werden sowohl mit Hilfe von Effektiven Feldtheorien als auch durch explizite Modelle untersucht, Methoden des maschinellen Lernens werden entwickelt, um möglichst Modell-unabhängig nach Anomalien zu suchen, und bislang unerreichte Korrekturen höherer Ordnung in Störungstheorie werden in die Vorhersagen für wichtige Prozesse am LHC und in Flavorexperimenten eingehen. International führende Expertinnen und Experten in Kollider- und Flavorphysik werden unter dem Schirm des SFB P3H zusammenarbeiten, und damit neue Synergien schaffen, sowohl was die Entwicklung von Methoden angeht als auch bezüglich der Kreation neuer Ideen, wie man die maximale Information über potenzielle Neue Physik aus den Daten extrahieren kann. Deshalb ist der SFB P3H in der Lage, seinen wesentlichen Einfluss auf die internationale Forschung in diesem Gebiet zu verstärken und einen Grad von bisher ungesehener Präzision in der Teilchenphysik zu erreichen, so dass auch kleine Abweichungen vom Standardmodell als Neue Physik identifiziert werden können.
DFG-Verfahren Transregios

Laufende Projekte

Abgeschlossene Projekte

Antragstellende Institution Karlsruher Institut für Technologie
Sprecherinnen / Sprecher Professorin Dr. Gudrun Heinrich, seit 1/2023; Professor Dr. Kirill Melnikov, bis 12/2022
 
 

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