Physik jenseits des Standardmodells
Die Detektoren und Analysemethoden, die wir zum Verständnis der starken Wechselwirkung entwickelt haben, sind auch sehr gut geeignet, um entweder direkt nach ungewöhnlichen Signalen zu suchen oder um Größen zu messen, die zur Interpretation von Daten anderer Experimente benötigt werden, die nach neuer Physik suchen. NA64 ist ein mittelgroßes Experiment am CERN, das einen Hadronenphysik-ähnlichen Aufbau verwendet, um nach Signaturen von Teilchen der Dunklen Materie zu suchen. Wenn überhaupt, dürften solche Signale extrem selten sein, so dass eine große Statistik und eine sehr gute Detektoreffizienz erforderlich sind.
NA64
Mit NA64 suchen wir nach Missing-Energy-Ereignissen, bei denen Elektronen oder Myonen auf eine hermetische Detektoranordnung geschossen werden. Solche Ereignisse könnten auf die Produktion so genannter dunkler Photonen hindeuten, massiver Vektorteilchen, die die Welt des Standardmodells mit einem bisher unbekannten so genannten dunklen Sektor von Teilchen verbinden. Unsere Gruppe liefert und betreibt GEM-Spurdetektoren, die in dem Detektoraufbau zur Messung der eintreffenden Teilchenspur und ihres Impulses verwendet werden, und trägt zur Rekonstruktion und Datenanalyse bei.
Antiproton Wirkungsquerschnitt-Messung
Mit AMBER werden wir den differentiellen Wirkungsquerschnitt für die Produktion von Antiprotonen, den Antiteilchen von Protonen, in Proton-Nukleus-Kollisionen messen. Dies ist eine wichtige Größe, um Daten zu verstehen, die z. B. mit dem Alpha-Massenspektrometer (AMS-II) auf der Internationalen Raumstation (ISS) gemessen wurden. AMS-II untersucht den Fluss von Antiteilchen im Weltraum. Es gibt Hinweise auf einen Überschuss an Antiprotonen, der durch die Annihilation von Teilchen der Dunklen Materie erklärt werden könnte. Der begrenzende Faktor ist derzeit jedoch die große Unsicherheit über den Produktionswirkungsquerschnitt von Antiprotonen aus Kollisionen von kosmischen Protonen mit He-Kernen. AMBER wird die Antiprotonenproduktion bei verschiedenen Protonenstrahlungsenergien mit hoher Präzision messen und so zur Suche nach dunkler Materie beitragen.