Der elektro-schwache Mischungswinkel bei niedrigen und bei hohen Skalen: BASKET-P2

• Antragsteller: Professor Dr. Frank Maas
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 530098504

Der vorliegende Antrag hat eine präzise Messungen des elektroschwachen Mischungswinkels mit dem P2-Experiment bei MESA zum Ziel. In Verbindung mit Messungen an den LEP- und LHC-Beschleunigern wird zum ersten Mal eine detaillierte Untersuchung und Interpretation der Entwicklung dieses fundamentalen Parameters als Funktion des Impulstransfers durchgeführt werden. Unter Ausnutzung aller verfügbaren LHC-Daten und der verbesserten Fähigkeiten des Detektors werden die Messungen mit ATLAS die Z-Boson Skala mit hoher Präzision und zum ersten Mal die Entwicklung des Mischungswinkels oberhalb der Z-Resonanz in Richtung TeV-Skala untersuchen. Das P2-Experiment wird eine konkurrenzfähige Messung dieses Parameters bei sehr geringem Impulstransfer liefern, über die Polarisationsasymmetrie des Wirkungsquerschnitts der elastischen Elektron-Proton-Streuung. Die bei P2 durchgeführten Messungen werden auch eine besseres Verständnis der Protonenstruktur ermöglichen, welche für die Astrophysik und die Neutrinophysik von Bedeutung ist. Das Hauptziel dieses Antrags ist der Bau eines Spurdetektors für die Messung von rückwärts gestreuten Elektronen. Diese Messung ist entscheidend für den Erfolg des gesamten P2-Experiments. Der vorgeschlagene Detektor kann den Streuwinkel mit einer Genauigkeit von etwa 1 Grad und den Impuls der gestreuten Elektronen mit einer Genauigkeit von 2 % messen und vor allem eine Datenaufnahmefrequenz von 100 MHz garantieren, was dieses Gerät zu einem der schnellsten Spurdetektoren macht, die bisher entwickelt wurden. Die endgültige Datenmenge soll in etwa 1000 Stunden gesammelt werden und repräsentiert etwa 10^14 Ereignisse. Die gleichzeitigen Messungen auf so unterschiedlichen Skalen stellen einen grundlegenden Test des SM dar, der neue physikalische Phänomene auf allen Skalen untersucht. Es wird eine globale Analyse der Ergebnisse vorgeschlagen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartner: Dr. Maarten Boonekamp