Forscher entdecken neuartige Produktion von Top Quarks

18.03.2009

Forscher entdecken neuartige Produktion von Top Quarks

Top Quarks auf der Spur: Dr. Daniel Wicke (links) und Prof. Dr. Wolfgang Wagner. Top Quarks auf der Spur: Dr. Daniel Wicke (links) und Prof. Dr. Wolfgang Wagner.Foto Maren Wagner

Ein internationales Forscherteam hat unter Wuppertaler Beteiligung am amerikanischen Forschungszentrum für Teilchenphysik Fermilab (Fermi National Accelerator Laboratory) bei Chicago die Produktion einzelner Top Quarks in Teilchenkollisionen beobachtet. Das Top Quark ist der schwerste Grundbaustein der Materie, aber aufgrund seiner kurzen Lebensdauer nur extrem schwer einzeln nachweisbar. Die Beobachtung der Produktion einzelner Top Quarks bestätigt nun – 14 Jahre nach Entdeckung des Top Quarks! – wichtige Parameter der Teilchenphysik. Physiker der Bergischen Universität um Prof. Dr. Wolfgang Wagner und Dr. Daniel Wicke haben wichtige Beiträge zu dieser Entdeckung geliefert.

Top Quarks wurden bisher nur in Paaren beobachtet, die durch die „starke Kraft“ produziert werden. Die Produktion einzelner Top Quarks, die durch die „schwache Kraft“ erfolgt, ist nun fast 14 Jahre nach Entdeckung des Top Quarks erstmals beobachtet worden. Der Entdeckung liegen komplexe Analyse-Methoden zugrunde. Deren erfolgreiche Anwendung ist ein wichtiger Schritt bei der Suche nach dem „Higgs Boson“, dem letzten noch nicht nachgewiesenen Teilchen im Standardmodell der Elementarteilchen. Dr. Daniel Wicke: „Deshalb ist unsere Beobachtung auch für die Experimente am Large Hadron Collider (LHC) am CERN in Genf so wichtig.“

Das Fermilab mit dem Tevatron Collider in der Nähe von Chicago. Das Fermilab mit dem Tevatron Collider in der Nähe von Chicago.

Der Wuppertaler Teilchenphysiker Dr. Daniel Wicke ist Leiter der Wuppertaler Forschungsgruppe, die sich an der Erforschung des Top Quarks am D0-Experiment beteiligt. Beim D0-Experiment forschen Wissenschaftler aus aller Welt am Fermilab in Chicago am Tevatron Collider, dem weltweit leistungsstärksten Proton-Antiproton-Beschleuniger, zum Verständnis der fundamentalen Zusammenhänge in der Natur und untersuchen Kollisionen von Protonen und Antiprotonen. Dr. Wicke ist verantwortlich für die Simulation der Top Quark-Prozesse, die zur Durchführung der Analyse unerlässlich ist.

Prof. Dr. Wolfgang Wagner forscht seit 2003 am Nachweis der Produktion einzelner Top Quarks und war an den Analysen am CDF-Experiment beteiligt. CDF (Collider Detector at Fermilab) ist ein Universaldetektor am Tevatron Collider zur Aufzeichnung hochenergetischer Kollisionen von Protonen und Antiprotonen. Vor wenigen Tagen hat Prof. Wagner die neuen Ergebnisse im Rahmen der Frühjahrstagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft erstmals in Deutschland vorgestellt.

Der D0-Detektor. Der D0-Detektor.

Physiker der CDF und D0 Arbeitsgruppen studieren seit mehreren Jahren unabhängig voneinander die aufgezeichneten Proton-Antiproton Kollisionen. Teams in beiden Experimenten haben mehrere tausend Ereignisse identifiziert, die der Erwartung einer Produktion einzelner Top Quarks entsprechen. Ausgefeilte statistische Methoden waren nötig, um daraus die wenigen Dutzend Ereignisse mit einzelnen Top Quarks zu identifizieren.

Weitere Bilder und Grafiken finden Sie hier.

www-d0.fnal.gov
www-cdf.fnal.gov

 

Kontakt:
Prof. Dr. Wolfgang Wagner
Fachgebiet Experimentelle Elementarteilchenphysik
Telefon 0202/439-3786
E-Mail wagner@physik.uni-wuppertal.de

Dr. Daniel Wicke
Telefon 0202/439-2861
E-Mail Daniel.Wicke@physik.uni-wuppertal.de

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