Prof. Dr. Christian Zeitnitz
Meine Forschungsktivitäten beschäftigen sich mit den Themen:
Die Teilchenphysik versucht den Aufbau der Materie und die ablaufenden Prozesse zu verstehen und mathematisch zu beschreiben (theoretische Teilchenphysik). Bei Experimente der Teilchenphysik werden verschiedene Teilchen bei hoher Energie zur Kollision gebracht. Die dabei entstandenen Streuprodukte werden mit einem Detektor nachgewiesen. Der ATLAS Detektors am CERN zeichnet seit Ende 2009 Proton-Proton Kollisionen am Large-Hadron-Collider (LHC) auf. Hiermit wird ein neues Kapitel in der Untersuchung der Materie aufgeschlagen, da hierbei extrem hohe Energien erreicht und die Wechselwirkung zwischen Teilchen hierbei untersucht werden können. Neue Teilchen können bei den hohen Energien erzeugt werden, wobei vorallem das "Higgs"-Teilchen von Interesse ist. Dieses von der Theorie vorhergesagte Teilchen, würde ein Indiz für den Mechanismus der Erzeugung der Teilchenmassen liefern. Im Juli 2012 hat das ATLAS Experiment die Entdeckung eines neuen Teilchens bekannt gegeben. Hierbei könnte es sich um dieses Higgs-Teilchen handeln. Weitergehende Theorien können ebenfalls im Rahmen des Experiments untersucht werden.
Neuartige Detektoren ermöglichen den verbesserten Nachweis von Teilchenstrahlung in physikalischen Experimenten. So bieten siliziumbasierte Detektoren für Photonen (sogenannte Silizium-Photomultiplier) die Möglichkeit für neue und kompakte Nachweisgeräte bei der Energiemessung von Teilchen. Anwendungen ergeben sich auch im Bereich der Medizin, wo existierende grossvolumige Nachweisgeräte deutlich verkleinert werden können. Auf dem Bild ist eine optische Abtastung einer 3x3 cm² grossen Szintillatorkachel gezeigt. Diese wird mit einem SiPM über eine Wellenlängenschieberfaser ausgelesen, die deutlich als Inhomogenität sichtbar ist. Die gezeigte optische Abtastung bietet die Möglichkeit einer Optimierung der Kachelgeometrie, der Homogenität und der Kalibration mit Hilfe von LEDs.