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August 2020 – Letzter von 660 Auger-Prime-SSD-Detektoren am KIT fertiggestellt

August 2020 – Letzter von 660 Auger-Prime-SSD-Detektoren am KIT fertiggestellt

Mehr als 2 Jahre lang wurden nach intensiver Entwicklung am IKP AugerPrime-SSD-Detektoren gebaut. Inzwischen wurde der letzte der 660 Einheiten am KIT fertiggestellt und die letzten Transporte nach Argentinien sind in Vorbereitung.

Inbesondere dem aufopferungsvollen Einsatz unserer TechnikerInnen Günter, Heike, Heiko, Michael und Mo ist diese herausragende Leistung zu verdanken, wofür wir uns herzlich bedanken.

Gefeiert wurde dieser Meilenstein am 28. August am Campus Nord mit einem BBQ in ungezwungener Athmosphäre und mit gebührendem COVID19-Abstand.

June 2020 – Particle detector for SKA-Low calibrated at IKP

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The recent tests were performed at KCETA Institute IKP, which has the facilities and expertise to more precisely measure the performance of the final design. KIT also provided the scintillator material, used in an earlier cosmic-ray experiment called KASCADE.

See here an article published recently in "CONTACT", the magazine of the Square Kilometre Array (SKA) Organisation (page 4).

19. Juni 2020 – CMS-Kollaboration reicht tausendste Veröffentlichung ein

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Am 19. Juni 2020 hat die CMS-Kollaboration einen historischen Meilenstein erreicht: die tausendste wissenschaftliche Veröffentlichung wurde bei einer Zeitschrift eingereicht. Noch nie in der Geschichte der Teilchenphysik hat ein Experiment so viele Publikationen erzielt. An rund 80 dieser Veröffentlichungen waren Physiker/innen des KIT maßgeblich beteiligt.

Gezählt werden hierbei nur Veröffentlichungen der gesamten CMS-Kollaboration in referierten Fachzeitschriften; hinzu kommen noch spezielle technische Publikationen, die z. T. nur von der Gruppe veröffentlicht werden, die den CMS-Spurdetektor gebaut hat und betreibt, und Konferenzberichte.

Die erste Veröffentlichung der CMS-Kollaboration im Jahr 2008 hatte den Titel "The CMS experiment at the CERN LHC" und beschreibt den Aufbau des Detektors. Seitdem werden jedes Jahr ca. 100 Publikationen veröffentlicht. Die berühmteste CMS-Veröffentlichung behandelt die Entdeckung des Higgs-Bosons. Sie stammt aus dem Jahr 2012 und wurde schon mehr als 10000 Mal in anderen Publikationen zitiert. Das KIT, ehedem die Universität Karlsruhe (TH), ist seit fast 25 Jahren unter der Leitung von Prof. Müller (Institut für Experimentelle Teilchenphysik) gemeinsam mit den Kollegen Husemann, Quast und Weber mit ihren Arbeitsgruppen am Aufbau, Betrieb und Analyse des CMS-Experiments beteiligt. "Wir erwarten, dass wir in den kommenden zehn Jahren die Zahl der Veröffentlichungen verdoppeln und tiefe Einblicke in die Natur der kleinsten Teilchen erhalten werden", versprechen die Forscher.

Eine chronologische Liste aller Publikationen der CMS-Kollaboration findet sich hier.
Alle Veröffentlichungen mit Kollisionsdaten sind hier nach Thema sortiert grafisch als Funktion des Zeitpunkts der Einreichung aufgetragen.

7. Juni 2020 – Überraschendes Signal im Dunkle-Materie-Detektor XENON1T

Das Herzstück von XENON1T
Das Herzstück von XENON1T
Blick ins Innere des mit reflektierender Folie ausgekleideten Wassertanks mit dem XENON1T-Detektor. Empfindliche Sensoren identifizieren von kosmischer Strahlung im Wasser erzeugte Lichtsignale. © XENON Collaboration
Blick ins Innere des mit reflektierender Folie ausgekleideten Wassertanks mit dem XENON1T-Detektor. Empfindliche Sensoren identifizieren von kosmischer Strahlung im Wasser erzeugte Lichtsignale.

Daten von XENON1T, dem weltweit empfindlichsten Dunkle-Materie-Detektor, enthalten einen überraschenden Signalüberschuss. Das haben die Mitglieder der XENON-Kollaboration heute bekannt gegeben. Sie behaupten aber nicht, Dunkle Materie gefunden zu haben, sondern betonen, dass die Quelle dieses unerwarteten Signals noch nicht vollständig verstanden sei. Es könnte von einer winzigen Menge Tritium (überschwerer Wasserstoff) stammen, aber auch ein Hinweis auf etwas wesentlich Spannenderes sein: die Existenz neuer Teilchen, den theoretisch vorhergesagten solaren Axionen, oder eine bisher unbekannte Eigenschaft von Neutrinos... weiterlesen in der Presseinformation

Das KIT-Team ist erst kürzlich der XENON-Kollaboration beigetreten und beteiligt sich an den Arbeiten zu XENONnT, sowie an der Vorbereitung des zukünftig geplanten DARWIN-Observatoriums.
Prof. Kathrin Valerius, KCETA-Wissenschaftlerin am Institut für Kernphysik bestätigt: "Auch die XENON-Gruppe des KIT freut sich sehr über die beeindruckende Sensitivität, die mit XENON1T erreicht wurde. Sie legt den Grundstein für den derzeit im Aufbau befindlichen, noch empfindlicheren XENONnT-Detektor."


Originalpublikation:
Observation of Excess Electronic Recoil Events in XENON1T, XENON Collaboration

Das XENON-Experiment

 

4. Juni 2020 – Belle II: Weltrekord im Beschleunigerring

Der Belle II-Detektor
Der Belle II-Detektor

Rückenwind für die Suche nach seltenen Teilchenzerfällen und exotischen Phänomenen am Belle II-Experiment im KEK-Labor im japanischen Tsukuba: Der Beschleunigerring "SuperKEKB" hat die höchste je gemessene Luminosität erzielt. Damit schlägt der Elektron-Positron-Beschleuniger nicht nur seinen Vorgänger KEKB, sondern auch den Large Hadron Collider (LHC) am CERN. Dies gab das japanische Forschungszentrum KEK, der Betreiber des Beschleunigers, jetzt bekannt.

Lesen Sie hier alle Details

Juni 2020 – CMS Detector Award für Dr. Stefan Maier

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Dr. Stefan Maier

Dr. Stefan Maier, wissenschaftlicher Mitarbeiter am ETP, hat als einer von zwei Wissenschaftler/inne/n den "Detector Award" des CMS-Spurdetektors für das Jahr 2019 erhalten, für seine "[...] outstanding contributions to the upgrade of the Outer Tracker, including development of procedures and systems in 2S module assembly and qualification and the development of a high-rate test stand for the module readout chain." Dr. Maier hat mehrere Prototypen der neu entwickelten doppellagigen Siliziumstreifendetektoren für das Erneuerungsprogramm des CMS-Spurdetektors gebaut und die Prozeduren und Werkzeuge dafür optimiert. Außerdem hat er einen Aufbau entwickelt, in welchem mit Hilfe von LEDs elektrische Pulse mit höchsten Raten in die Ausleseelektronik gespeist werden. Hierdurch können hohe Spurdichten simuliert und die Module unter realistischen Triggerraten getestet werden. Die so ausgezeichneten Arbeiten hat Herr Dr. Maier im Rahmen seiner Promotion durchgeführt, die von der Graduiertenschule KSETA gefördert wurde. "Wir freuen uns mit Stefan über diese Auszeichnung seiner hervorragenden Arbeit am ETP", sagt Projektleiter und Doktorvater Prof. Ulrich Husemann.

Während der Preis schon im Februar verkündet worden war, sollte die feierliche Verleihung der Preisplakette während der CMS-Woche im April stattfinden. Aufgrund der Schutzregeln im Zusammenhang mit der COVID-19-Pandemie musste die CMS-Woche jedoch online stattfinden, sodass die Plakette nun am CERN auf Herrn Dr. Maier wartet.

5. Juni 2020 – CERN Courier: Funky physics at KIT

Das FUNK-Experiment Tobias Schwerdt / The FUNK Collaboration
Das FUNK-Experiment

Ein neues Experiment am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) mit dem Namen FUNK - Finding U(1)s of a Novel Kind - hat seine ersten Ergebnisse bei der Suche nach ultraleichter dunkler Materie gemeldet. Unter Verwendung eines großen sphärischen Spiegels als elektromagnetische Antenne für dunkle Materie hat das FUNK-Team einen verbesserten Grenzwert für die Existenz von verborgenen Photonen als Kandidaten für dunkle Materie mit Massen im eV-Bereich festgelegt.

Es ist die Doktorarbeit von KSETA-Mitglied Arnaud Andrianavalomahefa und teilweise auch die Arbeit von Christoph Schäfer. KCETA-Wissenschaftler Dr. Darko Veberic bot starke Unterstützung und Betreuung... Lesen Sie mehr im CERN Courier


Paper

Das FUNK-Experiment

4. Mai 2020 – "Physik in unserer Zeit" schreibt über KATRIN

KATRIN_Physik-in-unserer-Zeit

Nach mehr als 60 Jahren der Erforschung von Neutrinos sind deren Massen nach wie vor nicht bekannt. Das Karlsruher Tritium Neutrinoexperiment KATRIN soll die bisherige Messgenauigkeit um das Zehnfache verbessern. Im Herbst letzten Jahres hat die Anlage ihr erstes vorläufiges Ergebnis geliefert und damit die Neutrinomasse bereits um einen Faktor zwei stärker eingegrenzt als bisher.

Das deutschsprachige Physikmagazin "Physik in unserer Zeit" hat in seiner aktuellen Ausgabe (Vol. 51/Nr. 3) dem Thema eine von Prof. Guido Drexlin (KIT/KCETA), Prof. Christian Weinheimer (Uni Münster) und Prof. Kathrin Valerius (KIT/KCETA) verfasste Titelgeschichte gewidmet.

14. April 2020 – Auf der Suche nach dem Z‘-Boson

KCETA-Wissenschaftler sind an Beschleuniger-Experiment Belle II beteiligt, das nun erste Ergebnisse veröffentlicht hat
Das Teilchenbeschleuniger-Experiment Belle II ist auf der Suche nach den Ursprüngen des Universums. (Foto: Felix Metzner, KIT)
Das Teilchenbeschleuniger-Experiment Belle II ist auf der Suche nach den Ursprüngen des Universums. (Foto: Felix Metzner, KIT)

Im japanischen Forschungszentrum für Teilchenphysik KEK in Tsukuba, etwa 50 Kilometer nördlich von Tokio, ist seit etwa einem Jahr das Belle II-Experiment in Betrieb. Hier sucht ein internationales Forscherteam unter Beteiligung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) nach exotischen Teilchen, die unser Verständnis der Dunklen Materie im Universum voranbringen sollen. Für eines dieser Teilchen, das sogenannte Z‘-Boson, konnten nun die Masse und die Stärke seiner Wechselwirkung mit bisher unerreichbarer Genauigkeit eingegrenzt werden. Die Ergebnisse sind soeben im renommierten Wissenschaftsjournal Physical Review Letters erschienen.

Presseinformation des KIT

Research Fellowship für Go Mishima

go_mishima
Dr. Go Mishima

Dr. Go Mishima, Postdoc am IKP, hat ein "Research Fellowship for Young Scientists" der japanischen Wissenschaftsfördereinrichtung JSPS eingeworben. Damit darf er drei Jahre lang an einer Universität seiner Wahl forschen. Er wird das erste halbe Jahr am KIT bleiben und danach an die Tohoku-Universität in Sendai, Japan, wechseln.

29. November 2019 – KATRIN auf dem Cover der Physical Review Letters

KATRIN auf Cover Phys. Rev. Lett. Phys. Rev. Lett.
Cover Physical Review Letters 123/22

Am 25. November 2006 wurde das Hauptspektrometer des KATRIN Experiments in einer spektakulären Aktion durch Eggenstein-Leopoldshafen zum Campus Nord des KIT transportiert.

Genau dreizehn Jahre später veröffentlichte die Kollaboration nun ihre ersten Ergebnisse der Messungen der Neutrinomasse und sicherte sich damit den Platz auf der Titelseite der Physics Review Letters.

https://journals.aps.org/prl/issues/123/22

November 2019 – Kathrin Valerius unter der "Jungen Elite – die Top 40 unter 40"

Kathrin Valerius unter den Top 40 unter 40 - Wissenschaft und Gesellschaft Ralph Engel / KIT
Dr. Kathrin Valerius

KCETA-Wissenschaftlerin Dr. Kathrin Valerius wurde von der Wirtschaftszeitung CAPITAL als "Junge Elite – die Top 40 unter 40" in der Kategorie Wissenschaft und Gesellschaft ausgezeichnet. Jedes Jahr werden die Top 40 unter 40 aus Wissenschaft, Vereinen, Verbänden, Kultur, Sport und Initiativen gesucht, die das Potenzial haben, die Zukunft Deutschlands zu beeinflussen und zu gestalten.

Am 21. November trafen sie sich zum "Junge Elite Summit" in Berlin, um Ideen jenseits ihres üblichen Handlungsspielraums auszutauschen und neue Impulse für die Gesellschaft zu setzen.

Presseinformation des KIT
CAPITAL-Artikel lesenExternal Link

5. Juli 2019 – Nobelpreisträger-Schifffahrt 2019

KCETA-Wissenschaftler Dr. Magnus Schlösser wurde über die BW-Stiftung eingeladen, bei der traditionellen Lindauer Nobelpreisträgertagung teilzunehmen, bei der junge Wissenschaftler die Möglichkeit erhalten, sich mit Nobelpreisträgern auszutauschen.
2019-07_Nobelpreisfahrt_Schloesser.jpg Staatsministerium Baden-Württemberg
Dr. Magnus Schlösser und Ulrich Steinbach, Ministerialdirektor und Amtschef im Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg. (Foto: Staatsministerium Baden-Württemberg)

An der Abschlussfahrt zur Insel Mainau unter dem Motto „Your first step to Stockholm: Baden-Württemberg“ nahmen insgesamt 18 Nobelpreisträgerinnen und -träger und rund 600 internationale Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler aus 80 Ländern teil. Auf der „MS Sonnenkönigin“ präsentierten baden-württembergische Hochschulen und Forschungszentren aktuelle Arbeiten und Ergebnisse zum diesjährigen Schwerpunktthema Physik mit dem besonderen Fokus auf Kosmologie, Laserphysik und Gravitationswellen
Dr. Magnus Schlösser präsentierte hier das KATRIN-Experiment am KIT. Sein Stand wurde auch von Ulrich Steinbach, Ministerialdirektor und Amtschef im Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg, besucht.

Bericht des Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

16. Juli 2019 – IceCube wird zum antarktischen Neutrino-Labor

Observatorium am Südpol wird mit deutscher Beteiligung ausgebaut
This side - by - side comparison of a  simulated muon neutrino event  shows how the Upgrade will be able to detect events of lower  energies than the current  detector.
Dieser direkte Vergleich eines simulierten Myon-Neutrino-Ereignisses zeigt beim Upgrade die verbesserten Möglichkeiten, Ereignisse mit niedrigeren Energien zu detektieren. (© IceCube Collaboration)

Mit dem IceCube Neutrino Observatorium, das Teil der US-amerikanische Amundsen-Scott-Südpolstation ist, wurden 2017 überzeugende Hinweise auf eine erste Quelle hochenergetischer kosmischer Neutrinos gefunden. Nun wird das Observatorium mit deutscher Beteiligung zu einem internationalen Neutrino-Labor ausgebaut. Der IceCube Detektor wird zu niedrigeren Energien hin erweitert, um damit die Eigenschaften von Neutrinos mit bisher unerreichter Genauigkeit zu vermessen. An der Erweiterung von IceCube ist auch eine Arbeitsgruppe von KCETA beteiligt.

 

Presseinformation des KIT

www.ikp.kit.edu/icecube

July 2019 – The two most massive quarks put the spotlight on the Higgs boson

New measurement of the Higgs boson at the CMS experiment with leading participation of our group in KIT/KCETA: When Higgs bosons, top quarks and bottom quarks are studied together, our knowledge increases more than the sum of each part
Edit RedDot Bildunterschrift A collision where it is likely that a top quark-antiquark pair was produced together with two bottom quarks (© CMS Collaboration)
A collision where it is likely that a top quark-antiquark pair was produced together with two bottom quarks (© CMS Collaboration)

The two heaviest known elementary particles, the top (t) quark and the Higgs (H) boson, are deeply connected. They provide an essential probe of the Standard Model (SM) of particle physics, our best attempt so far at describing the fundamental particles and their interaction, and of hypothetical new physics beyond the SM. In the SM, the strength of the interaction between the Higgs boson and matter particles (quarks and leptons) is proportional to their mass. Since the top quark is the heaviest of all particles, the interaction between the Higgs boson and top quarks is also the strongest. As a result of that top-Higgs interaction, Higgs bosons can be produced in association with top quark pairs (this is called the ttH process and was first confirmed in 2018). Measuring the rate at which this rare process happens in the collisions between protons at the LHC, i.e. the probability that a given collision results in the simultaneous production of a top quark pair and a Higgs boson, is the most direct way to study the top-Higgs interaction. In turn, this tells us a lot about the nature of the Higgs boson and helps us answer questions such as: is the Higgs boson actually elementary? Are there other kinds of Higgs bosons out there? Is the universe stable?

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18. April 2019 – nature: Radioteleskop LOFAR blickt tief in den Blitz

Blitze sind ein unverstandenes Phänomen – Radioteleskop LOFAR misst bislang unbekannte Strukturen und Entladungsprozesse – Forschung bei KCETA hat hierfür die technologischen Grundlagen gelegt
LOFAR-lightning_Olaf-Scholten_1200px.jpg Olaf Scholten
Blitzeinschlag über dem LOFAR-Detektor in den Niederlanden. (Abb.: Danielle Futselaar, www.artsource.nl)

Was genau bei der Ausbildung von Blitzen passiert, ist noch immer unklar. Ein internationales Forscherteam hat jetzt mittels hochauflösender Daten des Radioteleskops LOFAR nadelförmige Strukturen entdeckt, die Licht in die Entladungsprozesse bringen könnten. Wichtige Grundlagen für die Messung von Blitzen mit dem weltweit größten Antennen-Array wurden am KIT gelegt. Was sich hinter den bislang unbekannten Nadeln verbirgt, veröffentlichte nun die Zeitschrift "nature".

Wenn in einer Gewitterwolke Eiskristalle gegeneinander prallen, laden sie sich elektrisch auf. Winde können die Kristalle trennen, so dass ein Teil der Wolke positiv, der andere negativ geladen ist. Wird das so entstehende elektrische Spannungsfeld zu groß, kommt es zu einer heftigen Entladung, die wir als Blitz und Donner wahrnehmen. Die Entladung beginnt mit einem kleinen Volumen von Luft, in dem Elektronen sich von den Luftmolekülen trennen. Diese ionisierte Luft, auch Plasma genannt, ist elektrisch leitend. Das Plasma breitet sich als verzweigte Kanäle aus, bis es auf die Erde trifft und sich die elektrische Spannung der Wolken als Blitz entlädt. Aufschluss über die genauen Prozesse in diesen Kanälen bis hin zur jüngsten Entdeckung der „Blitznadeln“, geben hochauflösende, aus Radiosignalen von Blitzen abgeleitete Daten, die mit dem niederländischen Radioteleskop LOFAR (Low Frequency Array) gemessen wurden, an dem das KIT sich beteiligt.
„Dank der hohen räumlichen und zeitlichen Auflösung von LOFAR können wir die Ausbildung von Blitzen in einer völlig neuen Größenordnung bis hinein in die primären Prozesse untersuchen“, erklärt Dr. Brian Hare von der Universität Groningen und Erstautor der Veröffentlichung im Fachjournal "Nature". LOFAR besteht aus tausenden Antennen, die über Europa verteilt sind – ein Array, das in erster Linie für astronomische Beobachtungen entwickelt wurde, mit dem mittlerweile aber auch die kosmische Strahlung gemessen wird. Hierbei werden die in der Atmosphäre von den kosmischen Teilchen ausgelösten Signale an den einzelnen Antennen in Puffern zwischengespeichert und anschließend für verschiedene Analysen ausgelesen. "Diese am KIT vorangetriebene Technologie kommt nun auch bei der Messung und Speicherung von Radiosignalen zum Einsatz, die von Blitzen ausgehen", erläutert KCETA-Wissenschaftler Dr. Tim Huege vom Institut für Kernphysik des KIT und Mitglied des "LOFAR Cosmic Ray Key Science Projects".

3-D-Animationen der Blitzentwicklung im Radiolicht
Credits: Stijn Buitink (Vrije Universiteit Brussel) und Brian Hare (University of Groningen)
Animation 1
Zeitlupe eines entstehenden Blitzes, der in Realität 0,2 Sekunden dauert und etwa 5 Kilometer in alle Richtungen umspannt. Die gelben Punkte geben aktuelle Radiosignale wieder, die weißen zur Illustration die vergangenen.
Animation 2
Nahaufnahme eines Plasmakanals, der in Realität 0,1 Sekunden anhält und 400 Meter durchspannt. Eine der neuentdeckten nadelförmigen Strukturen ist rot gekennzeichnet.


Originalveröffentlichung:
Brian Hare, Olaf Scholten et al. Needle-like structures discovered on positively charged lightning branches. Nature, 18 April 2019, https://www.nature.com, DOI: 10.1038/s41586-019-1086-6.

Kleine Auswahl der zahlreichen Veröffentlichungen:
Science Magazine, Spiegel online, n-tv, KIT-Campus-Report

Presseinformation des KIT

March 2019 – Installation of the first antenna for the AugerPrime Radio Upgrade

PhD students with the first antenna for the AugerPrime radio upgrade.

Young scientists cheer after installing the first antenna for the AugerPrime radio upgrade!
Also on site: KSETA PhD student and member of the Helmholtz International Research School (HIRSAP) Felix Schlüter (second from left).

The radio upgrade, which is part of the AugerPrime upgrade, is a very important part of the future research of the Pierre Auger Observatory by adding array-based composition sensitivity for large zenith angles, for which the scintillator upgrade is not effective. Having good composition-sensitive information up to very large zenith angles is crucial for composition-improved anisotropy studies and adds to the overall aperture of the observatory.

Januar 2019 – KASCADE goes Outback

A deployment crew sets up the particle detector at the remote site of the Murchison Widefield Array radio telescope.
A deployment crew sets up the particle detector at the remote site of the Murchison Widefield Array radio telescope.

Beim Murchison Widefield Array (MWA) am Murchison Radio-Astronomie-Observatorium (MRO) im westlichen Australien wurde ein Testdetektor für die Untersuchung kosmischer Strahlung errichtet. Dieser "Proof of Concept"-Detektor ist der erste Schritt bei der Entwicklung eines koinzidenten Detektorfeldes für das niederfrequente Square-Kilometre-Array-Teleskop (SKA1-low), das bei der MRO gebaut werden soll. Längerfristig werden diese Detektoren verwendet, um das MWA zu triggern, den Radiopuls zu erfassen, der mit einem ankommenden kosmischen Luftschauer verbunden ist. Diese Synergie aus Radioastronomie und Astroteilchenphysik verwendete für den Teilchendetektor Teile des inzwischen abgebauten Experiments für kosmische Strahlung KASCADE am KIT.

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The University of Manchester
Curtin University
Australia Telescope National Facility