Prof. Dr. Christian Zeitnitz

Analyse von Daten des ATLAS-Detektors am CERN

Hierbei geht es um die Rekonstruktion von Ereignissen, die mit dem ATLAS-Detektor erfasst worden sind. Diese Ereignisse werden dann auf Signaturen untersucht, die spezifisch für den Zerfall z.B. des sogenannten Higgs-Teilchens sind. Hierbei handelt es sich um ein Teilchen, welches im Zusammenhang mit der Erzeugung der Teilchenmassen vom Standard-Modell der Teilchenphysik vorhergesagt wird.

Messung des Wirkungsquersschnitts der Produktion von Z-Bosonen in Vektor-Boson-Fusions Ereignissen

Die Suche nach dem Higgs-Boson ist eine der wichtigsten Analysen am ATLAS Experiment. Falls das Higgs aber nicht existiert, oder andere Eigenschaften als erwartet hat, müssen andere Prozesse vermessen werden. Hierzu gehört die Z-Boson Erzeugung aus der Vektor-Boson-Fusion. Dieser Prozess ist sehr ähnlich einem möglichen Produktionskanals des Higss-Bosons, muss aber in jedem Fall existieren. Die Messung der Produktion ist daher ein wichtiger Bestandteil der Physik am LHC-Beschleuniger. 

In der Physik und der Medizin werden häufig szintillierende Materialien für den Nachweis von Teilchendurchgängen verwendet. Hierbei werden bisher Sekundärlektronenvervielfacher (Photomultiplier) für den Nachweis verwendet. Diese haben aber den Nachteil, dass sie recht gross sind, Hochspannung benötigen und nur begrenzt in Magnetfeldern eingesetzt werden können. Neuartige Photon-Detektoren, die auf Silizium basieren bieten hier eine erheblich kompaktere und einfachere Nachweismethode. Im Rahmen der Arbeiten werden Detektorkonzepte realisiret und ausgetestet. Testmessungen finden im Labor an der Universität, mit einem Elektronenstrahl am DESY (Hamburg) und auch am CERN (Genf) statt.

Weiterentwicklung des ATLAS Detektors am CERN

In der nächsten Ausbaustufe des ATLAS Detektors werden sehr hohe Teilchenflüsse zu einer starken Belastung der Detektorkomponeten führen. Daher müssen viele Teile in einigen Jahren ersetzt werden. Hierfür beginnen die Entwicklungsarbeiten.
Speziell beschäftige ich mich mit der Entwicklung von Spezialelektronik für die Überwachung des Detektors. Hierfür werden sogenannte ASICs (Anwendungs-Spezifische Bausteine) entwickelt. Im Rahmen dieser Arbeiten werden Testaufbauten, Elektronische Komponenten, Software (z.B. in LabView) und Firmware von Prozessoren bzw. anderen programmierbaren Bausteinen benötigt.