GRK 2044:  Masse und Symmetrien nach der Entdeckung des Higgs-Teilchens am LHC

• Fachliche Zuordnung: Teilchen, Kerne und Felder
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2024
• Webseite: Zur Homepage
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 251068954

Nach dem Meilenstein der Entdeckung des Higgs-Teilchens am Large Hadron Collider (LHC) am CERN im Jahr 2012 bleiben wichtige grundlegende Fragen weiterhin unbeantwortet: Entspricht das entdeckte Higgs-Teilchen der Vorhersage des Standardmodells (SM), bzw. wie passt es in erweiterte Modelle? Bis zu welchen Energieskalen ist das SM gültig, und ist unser Bild von der elektroschwachen Symmetriebrechung korrekt? Gibt es neue Symmetrien und damit verbunden neue Teilchen an der TeV-Skala? Welche Teilchen bilden die Dunkle Materie (DM) und wie ordnen sich diese in theoretische Modelle ein? Könnendie DM-Teilchen am LHC produziert und nachgewiesen werden? Gelingt der direkte Nachweis der DM in astroteilchenphysikalischen Experimenten?Das Forschungsprogramm des GRK zielt darauf ab, maßgebliche und an vielen Stellen federführende Beiträge zur Beantwortung dieser Schlüsselfragen im Zusammenspiel von theoretischer Physik und Experimentalphysik zu leisten. Die verzahnten Forschungsaktivitäten stammen aus den folgenden Bereichen: a) Experimentelle Teilchenphysik: Analyse der Daten des ATLAS-Experimentes am LHC und Detektorentwicklung für das ATLAS-Experiment für die Hochluminositätsphase des LHC zur detaillierten Untersuchung des Higgs-Teilchens, der elektroschwachen Symmetriebrechung und wichtiger Schlüsselprozesse sowie der Suche nach neuen Teilchen und Symmetrien insbesondere im Hinblick auf die Natur der DM. b) Experimentelle Astroteilchenphysik: Analyse der Daten der XENON-Experimente am LNGS und des CAST-Experimentes am CERN und Detektorentwicklung für DARWIN zur direkten Suche nach Kandidaten für die DM. c) Theoretische Teilchenphysik: Bereitstellung von Präzisionsvorhersagen zur Untersuchung der Natur des Higgs-Teilchens, der elektroschwachen Symmetriebrechung und zum experimentellen Test expliziter Modelle jenseits des SM und Entwicklung feldtheoretischer Konzepte und Methoden.Die strukturierte Ausbildung im GRK umfasst neben der Spezialisierung im jeweiligen Forschungsthema den Wissens- und Methodenaustausch zwischen Experiment und Theorie und fordert somit nicht nur die Kreativitat der eigenen Forschung, sondern bietet auch eine Schlüsselqualifikation für weitere Karrieren nach der Promotion. Ferner bilden die starke Verbindung mit CERN, die Anbindung an die LHC Higgs Cross Section Working Group sowie die Freiburger Kooperation in internationalen Verbundprojekten, wie den ATLAS-, CAST- und XENON-Experimenten, eine ausgezeichnete Grundlage für Ausbildung und Forschung auf höchstem Niveau und zur Vernetzung und Einbindung in die "Scientific Community".

• DFG-Verfahren: Graduiertenkollegs
• Antragstellende Institution: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
• Sprecher: Professor Dr. Markus Schumacher
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professor Dr. Stefan Dittmaier; Professor Dr. Horst Fischer; Professorin Dr. Beate Heinemann; Professor Dr. Gregor Herten; Professor Dr. Harald Ita; Professor Dr. Karl Jakobs; Dr. Andrea Knue, seit 10/2021; Dr. Ulrich Parzefall; Professor Dr. Marc Schumann; Professor Dr. Stefan Vogl, seit 10/2021