Forschung

Die wichtigsten Bestandteile der elektroschwachen Symmetriebrechung sind die schwersten bekannten fundamentalen Teilchen, die W-, Z- und H-Bosonen und das Top-Quark. Wir untersuchen seltene Prozesse, bei denen diese Teilchen am LHC erzeugt werden, manchmal paarweise oder in Verbindung mit anderen Standardmodellteilchen. Wir suchen nach Abweichungen von unseren Erwartungen in Endzuständen mit diesen Teilchen, die zu Entdeckungen unbekannter Teilchen oder Wechselwirkungen führen könnten. Für unsere Forschung nutzen wir eines der größten Experimente der Welt, das CMS-Experiment am CERN LHC.

Der CMS-Detektor ist ein sehr komplexer Apparat, der gebaut wurde, um Teilchen zu rekonstruieren und zu identifizieren, die bei den Hochenergie-Kollisionen des LHC erzeugt werden. Unsere Gruppe ist aktiv an der Verbesserung des Detektors beteiligt, überwacht seine Leistung und kalibriert seine Reaktion auf hochenergetische Teilchenstrahlen, die auch als Jets bezeichnet werden. Wir tragen zur Simulation von Ereignissen und zur Rekonstruktion der aufgezeichneten Daten bei.

Wir verwenden und entwickeln moderne Techniken der künstlichen Intelligenz (Maschinelles Lernen, Deep Learning) in Analysen der Daten des CMS-Experiments sowie in dessen L1-Trigger-System für den HL-LHC, wo solche Algorithmen auf Field-programable-gate-arrays (FPGAs) ausgeführt werden. In diesem Bereich sind wir maßgeblich an der Platform for Challenges in Data science (PCD) des Exzellenzclusters Quantum Universe beteiligt."

Wir interpretieren Messungen im Zusammenhang mit dem Standardmodell im globalen elektroschwachen Fit und beurteilen so die interne Konsistenz der Theorie. Dies führt zu sehr genauen Vorhersagen, die dazu beitragen, die freien Parameter der Theorie einzuschränken und Erweiterungen des Standardmodells zu testen. Ein wichtiger und neuer Bestandteil der Fits sind Präzisionsmessungen der Higgs-Boson-Kopplungen, die wir im Kontext des Standardmodells, effektiver Feldtheorien und neuer physikalischer Modelle, wie das two-Higgs-doublet-Modell, untersuchen.