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März 2021 – Zwei KIT-Physiker werden in den Gutachterausschuss des BMBF berufen

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Prof. Dr. Margarete Mühlleitner
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Prof. Dr. Ulrich Husemann

KIT-Professorin Margarete Mühlleitner und Professor Ulrich Husemann wurden vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) für die kommende Förderperiode ab Juli 2021 in den Gutachterausschuss berufen. Prof. Mühlleitner wurde eingesetzt, die theoretischen Themen, die dort diskutiert und evaluiert werden, abzudecken, und Prof. Husemann, der für eine zweite Amtszeit tätig sein wird, wurde zum Co-Vorsitzenden dieses angesehenen Gremiums gewählt.

Die Finanzierung wissenschaftlicher Aktivitäten erfolgt in Deutschland mit einer Vielzahl von Instrumenten. In Bezug auf Universitäten (dazu zählt auch der universitäre Teil des KIT) ist die Deutsche Forschungsgemeinschaft DFB in den meisten Fällen die wichtigste Partnerin, um wissenschaftliche Forschungsaktivitäten in nahezu allen Bereichen der Wissenschaft zu unterstützen. Mehrere Projekte in KCETA werden von der DFG gefördert.

Auch das BMBF unterstützt die universitäre Forschung, allerdings mit einem etwas anderen Schwerpunkt als die DFG. Sobald ein großes und lang währendes nationales oder internationales Wissenschaftsprojekt zum Bundesinteresse deklariert wird (in der Regel, weil es vom Bund finanziert wird), unterstützt das Ministerium die Teilnahme von Universitätsgruppen an diesem Projekt, sofern die Staaten, in denen diese Gruppen beheimatet sind, die Gruppen angemessen ausstatten.

Die Finanzierung durch das BMBF ist für Hochschulgruppen von entscheidender Bedeutung, um solche Forschungsanstrengungen durchzuführen. Sie deckt vor allem die Kosten für den Bau und Betrieb von Instrumenten sowie für Reisen und Gehälter von Wissenschaftlern ab. Die Forschung auf dem Gebiet der Kern- und Teilchenphysik nimmt dabei den Löwenanteil der Förderung ein. Deren Projekte dauern in der Regel 10 bis 20 Jahre, und die Projektgruppen umfassen mehrere hundert Personen. Dies spiegelt sich im Gesamtbudget in diesem Bereich von rund 100 Mio. € für einen Zeitraum von drei Jahren wider.

Aufgabe der 24 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Gutachterausschusses ist es, zu Beginn eines Förderzyklus in der Regel 200 Bewerbungen von Hochschulgruppen zu prüfen und einen Weg zu finden, um den Anforderungen und den zugewiesenen Ressourcen gerecht zu werden. Wir bei KCETA sind stolz darauf, dass zugleich zwei Kollegen in diesem wichtigen Gremium mitwirken.

 

März 2021 – Höchstenergetisches kosmisches Neutrino bestätigt offene Theorie der Teilchenphysik

Der oberirdische Teil des IceCube-Detektors am Südpol. Die Messungen finden mittels Detektoren statt, die bis zu 2,5 Kilometer tief in das Eis eingelassen sind. (Martin Wolf, IceCube/NSF)
Der oberirdische Teil des IceCube-Detektors am Südpol. Die Messungen finden mittels Detektoren statt, die bis zu 2,5 Kilometer tief in das Eis eingelassen sind. (Martin Wolf, IceCube/NSF)

Am 8. Dezember 2016 wurde im IceCube Neutrino Observatorium am Südpol ein extrem hochenergetisches Neutrino gemessen, das überraschende Rückschlüsse auf fundamentale Fragen der Teilchenphysik erlaubt.

IceCube ist eine internationale Kollaboration, an der auch das KIT beteiligt ist. Mit Hilfe von etwa 5000 ultra-sensitiven Lichtsensoren, die tief in das antarktische Eis eingelassen sind, misst IceCube seit 2010 rund um die Uhr Neutrinos in einem Volumen von einem Kubikkilometer.

Neutrinos mit so hoher Energie sind selten, auch mit IceCube kann ein solches Ereignis nur alle paar Jahre gemessen werden. Die Auswertung wurde soeben in der renommierten Wissenschaftszeitschrift „Nature“ veröffentlicht. Das Neutrino hat demnach seinen Ursprung außerhalb unseres Sonnensystems und bestätigt zudem erstmals eine schon 60 Jahre alte Theorie der Teilchenphysik: In einem definierten Energiebereich, in genau dem die Energie des gemessenen Neutrinos liegt, reagieren die Neutrinos 100 mal stärker mit Materie als in anderen Energiebereichen (die sogenannte Glashow-Resonanz).

„Das KIT beteiligt sich aufgrund seiner Expertise insbesondere an der instrumentellen Verbesserung des Observatoriums“, erklärt Andreas Haungs, wissenschaftlicher Koordinator der IceCube-Beteiligung des KIT. „Außerdem simulieren wir hochenergetische Ereignisse mit dem in Karlsruhe entwickelten Programm CORSIKA und analysieren eine spezielle Ereignisklasse, die hochenergetische geladene kosmische Strahlung.“


Mehr Informationen:

 

 

February 2021 – CMS 2020 Award for KCETA Physicists

Dr. Andreas Nürnberg and Dr. Ivan Shvetsov, research assistants at the ETP, received the CMS Award 2020 for their excellent contributions to the CMS project.
Dr. Ivan Shvetsov
Tracking detector of CMS

These prizes were created by the 5000-strong international CMS collaboration from 41 nations to give young scientists recognition for outstanding achievements in CMS every year.

Andreas Nürnberg is working in Prof. Husemann's research group on the preparations for the construction of the silicon track detector for the phase II period of data taking at the Large Hadron Collider as of 2027. This tracking detector has to be imagined as a 200 m2 large microchip assembled in layers, designed to measure with micrometer accuracy the trajectories of thousands of ionizing particles entering simultationusly the detector, and this 40 million times per second! The detector is conceived to remain functional in the radiation environment of the LHC for at least 10 years. Like its current predecessor, in which the ETP was already significantly involved, it will be the largest of its kind in the world.

Ivan Shvetsov works in Prof. Müller's research group at CERN and has been in charge of the operation and maintenance of the current tracking detector for several years. The detector system is currently being prepared again for data taking (Run III) in the next three years.

Both award winners - long-time members of the Karlsruhe CMS Group - did their PhD at KIT and are on their way to international careers. The awards were announced in the plenary session at the beginning of the CMS week on February 1, 2021. However, due to the protective rules in connection with the COVID-19 pandemic, the CMS week had to take place online, so that the plaques now wait at CERN for Dr. Nürnberg and Dr. Shvetsov.

 

 

Februar 2021 – Sloan Research Fellowship für Frank Schröder

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Prof. Dr. Frank Schröder

Prof. Dr. Frank G. Schröder, Astroteilchenphysiker und KCETA-Wissenschaftler, hat das Sloan Research Fellowship erhalten, eine der prestigeträchtigsten Auszeichnungen für Forscher in den USA und Kanada, die sich am Anfang ihrer Karriere befinden. Die Preisträger erhalten 75.000 Dollar, die über einen Zeitraum von zwei Jahren in ihre Forschung investiert werden können.

Frank G. Schröder arbeitet am Nachweis ultrahochenergetischer kosmischer Strahlung, der über die Messung von ausgedehnten Luftschauern erfolgt. Dies sind Kaskaden von Sekundärteilchen, die entstehen, wenn ein hochenergetisches kosmisches Teilchen unsere Atmosphäre trifft. Dabei ist Frank G. Schröder ein Pionier des Nachweises dieser Luftschauer mithilfe der Radiotechnik. Schon in seiner Doktorarbeit am KIT von 2008 bis 2010 nutzte er diese Technik am LOPES Experiment.

In seinen folgenden Aktivitäten leistete Schroeder immer wieder wesentliche Beiträge zur Entwicklung dieser Technik. Insbesondere konnten Schroeder und Kollegen zeigen, dass digitale Antennen-Arrays die Genauigkeit für die Massenzusammensetzung der kosmischen Strahlung erhöhen können. Dies ist einer der Schlüsselparameter, um mögliche Szenarien für deren Entstehung zu untersuchen.

Während er an mehreren Observatorien für kosmische Strahlung arbeitet, darunter das Pierre-Auger-Observatorium und Tunka-Rex, hat sich Schroeder in den letzten drei Jahren hauptsächlich auf das IceCube Neutrino-Observatorium am Südpol konzentriert. Er hofft, IceCubes Oberflächenarray IceTop zum genauesten Detektor für die energiereichste kosmische Strahlung aus unserer eigenen Galaxie zu machen, indem er die Teilchendetektoren um Radioantennen ergänzt. Hier besteht eine enge Zusammenarbeit des KIT mit der Universität Delaware, wobei Professor Schröder je zur Hälfte als Wissenschaftler am KIT und in seiner Fakultätsposition an der Universität von Delaware arbeitet.

https://sloan.org/fellowships/2021-Fellows

 

 

Februar 2021 – Open Data Release des Pierre-Auger-Observatoriums

Die Pierre-Auger-Kollaboration veröffentlicht 10% der Daten, die mit dem weltgrößten Detektor für kosmische Strahlung aufgezeichnet wurden. Diese Daten werden in der Erwartung zugänglich gemacht, dass sie von einer breiten und vielfältigen Öffentlichkeit genutzt werden, Wissenschaftler ebenso wie Wissenschaftsinteressierte, sowie für Bildungs- und Outreach-Initiativen. Während die Auger-Kollaboration bereits seit über einem Jahrzehnt Daten in ähnlicher Weise veröffentlicht hat, ist die jetzige Veröffentlichung viel umfangreicher, sowohl was die Menge als auch die Art der Daten angeht, so dass sie sowohl für Bildungszwecke als auch für die wissenschaftliche Forschung geeignet sind.

Der Release beinhaltet nicht nur Daten, sondern auch Algorithmen zur deren Analyse. Hiermit können wissenschaftliche Ergebnisse des Observatoriums, inklusive derer die federführend am KIT entwickelt wurden, direkt nachvollzogen werden.

"Dies ist ein grosser Schritt für die Reproduzierbarkeit von Forschungsergebnissen", sagt Dr. Ralf Ulrich, der mit der IAP Doktorandin Olena Tkachenko den öffentlichen Quelltext zur Teilchenphysik mit kosmischen Teilchen entwickelte.

 

More Details on the auger.org Website

See the website of the KIT Auger group

 

 

11. Februar 2021 – International Day of Women and Girls in Science

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#WomenInScience  #February11

Im Dezember 2015 erklärte die Generalversammlung der Vereinten Nationen den 11. Februar zum International Day of Women and Girls in Science. Die Unterstützung von mehr als 65 Ländern und die Zustimmung aller Mitgliedstaaten zu der Resolution signalisieren das Interesse der Weltgemeinschaft, unsere Welt zu verändern, indem die Gleichstellung der Geschlechter in Bezug auf Bildungschancen sowie wissenschaftliche Beteiligung erreicht wird.

Sehen Sie hier einige begleitende Aktionen:
The Pierre Auger Collaboration
APPEC

Online-Ausstellung:
"Las Mujeres sostienen la mitad del cielo" (Spanish Version)
"Women hold up half the Sky" (English Version)
"Les femmes supportent la moitié du ciel" (French Version)

 

Januar 2021 – Rossi Preis für Francis Halzen und die IceCube Collaboration

2021 Rossi Prize awarded to the IceCube Collaboration
2021 Rossi Prize awarded to the IceCube Collaboration

Herzlichen Glückwunsch an Francis Halzen und die IceCube-Kollaboration zur Verleihung des Bruno-Rossi-Preises 2021 "für die Entdeckung hochenergetischer Neutrinos astrophysikalischen Ursprungs". Der Preis wird jährlich von der High Energy Astrophysics Division der American Astronomical Society verliehen.

Francis Halzen, Professor an der University of Wisconsin-Madison (USA), ist der Principal Investigator des IceCube Neutrino-Teleskops und Preisträger des von KCETA verliehenen Julius Wess-Preises 2017.

In der IceCube-Kollaboration forschen mehr als 300 Forscher aus 53 Institutionen in 12 Ländern. In unserer IceCube-Gruppe am KIT arbeiten derzeit 26 Forscher vor allem an der Erweiterung des Observatoriums mit neuen Detektoren, um IceCube zu einem Multi-Messenger-Observatorium zu machen, d.h. neben Neutrinos auch hochenergetische kosmische Strahlung und Gammastrahlung zu messen.

"Diese Auszeichnung ist etwas ganz Besonderes, weil sie IceCube als die kollaborative Anstrengung anerkennt, die es ist", sagte Halzen. "Wir freuen uns über diese Anerkennung unserer wissenschaftlichen Beiträge durch die Astronomie-Gemeinschaft, die uns darin bestärkt, die Entwicklung von IceCube als optimales Werkzeug für die Multimessenger-Astronomie fortzusetzen."

Lesen Sie hier die Pressemeldung

 

Dezember 2020 – Dr. Andreas Haungs neuer APPEC Chair

Neuer APPEC GA Chair Dr. Andreas Haungs
Neuer APPEC GA Chair Dr. Andreas Haungs

Am 9. Dezember wurde der KCETA-Wissenschaftler Dr. Andreas Haungs zum neuen Vorsitzenden der APPEC General Assembly (GA) gewählt.

APPEC ist das Europäische Astroteilchen-Konsortium, bestehend aus 19 Förderorganisationen, nationalen Regierungsinstitutionen und Instituten aus 17 europäischen Ländern, die für die Koordination und Finanzierung nationaler Forschungsanstrengungen in der Astroteilchenphysik verantwortlich sind.

Die GA ist das Strategie-, Entscheidungs- und Aufsichtsorgan von APPEC, verantwortlich für die allgemeine Strategie und die Prozesse von APPEC. Die Vertreter der Generalversammlung werden von den teilnehmenden Institutionen ernannt. Bei den Vertretern handelt es sich in der Regel um die Direktoren größerer Astroteilchenphysik-Institute oder -Agenturen bzw. um Leiter größerer nationaler Astroteilchenphysik-Programme.

Der Vorsitzende der Generalversammlung wird von der Generalversammlung für zwei Jahre gewählt. Dr. Andreas Haungs übernimmt ab dem 1. Januar 2021 den Vorsitz von Prof. Teresa Montaruli.

Lesen Sie hier ein Interview mit Andreas Haungs und der neuen Generalsekretärin Katharina Henjes-Kunst, in dem beide ein wenig über sich selbst und ihre Vision für die Zukunft von APPEC erzählen.

 

 

 

 

Oktober 2020 – Erfolgreicher Antrag bei den "Future Fields"

Monitoring System für die Gravitationswellen-Detektoren Virgo und Einstein-Teleskop "MoniGrav"
Oktober 2020 – Erfolgreicher Antrag bei den „Future Fields“
Die Detektion von Gravitationswellen mit Interferometern benötigt ein Netzwerk von Sensoren für das Monitoring von Umgebungsvariablen.

Gravitationswellen sind Wellen in der Raumzeit, die durch beschleunigte Massen ausgelöst werden, zum Beispiel beim Verschmelzen von 2 schwarzen Löchern. Um sie erfolgreich detektieren zu können ist es notwendig, die Einflüsse des Systems Erde auf die zu detektierenden Observablen aus dem All zu trennen. Hierzu ist unter anderem eine enge Verzahnung von Physik und Erdwissenschaften (insbesondere Geophysik) notwendig.

Das am weitesten fortgeschrittene erdgebundene Projekt der dritten Generation der Gravitationswellendetektoren ist das Europäische Einstein-Teleskop. Ein Beitrag zur technologischen Vorbereitung dieses Großprojektes, das sich in der Planungsphase befindet, ist der Hintergrund dieser Investition.

MoniGrav wird sich mit dem allgemeinen Problem des Monitorings der Umgebungs- und Betriebs-Observablen des Einstein-Teleskops befassen. Zu den Observablen gehören Seismik, Erdmagnetfeld, Temperatur, Akustik, Druck, Feuchtigkeit und die elektrische Ladung der Atmosphäre durch kosmische Strahlung. Wir zielen auf die Entwicklung eines Mehrzweck-Netzwerks von Sensoren für dieses Monitoring.

Partner bei MoniGrav sind am KIT das GPI (A. Rietbrock), das SCC (A. Streit) und das IAP (A. Haungs, R. Engel), sowie das European Gravitational Observatory EGO in Cascina bei Pisa, Italien.

Prof. Dr. Willem de Boer, 1948 – 2020

Wim de Boer
Prof. Dr. Wim de Boer

Mit großer Trauer müssen wir bekanntgeben, dass unser lieber Kollege und Freund Prof. Dr. Willem ("Wim") de Boer am 13. Oktober 2020 im Alter von 72 Jahren unerwartet verstorben ist.

Bitte lesen Sie hier unseren Nachruf.

Der Name ist Programm

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Die Idee ist schon über 15 Jahre alt, aber nun ist es in allen Gremien genehmigt, amtlich und bereits umgesetzt: Das Institut für Kernphysik (IKP) hat seinen Namen in Institut für Astroteilchenphysik (IAP) geändert. Damit trägt das IAP nun auch in seinem Namen die Hauptrichtung der Forschung des größten Institutes in KCETA.

Das Institut für Astroteilchenphysik (IAP) erforscht fundamentale Rätsel der Natur an der Schnittstelle von Kosmologie, Astrophysik und Elementarteilchenphysik. In Zusammenarbeit mit internationalen Forschungseinrichtungen betreibt das IAP Grundlagenforschung auf den Gebieten der Teilchen- und Astroteilchenphysik. Das IAP widmet sich im Topic Matter and Radiation from the Universe im Helmholtz-Programm Matter and the Universe der experimentellen und theoretischen Astroteilchenphysik, insbesondere bei der Messung der Neutrinomasse mit KATRIN und dem Tritiumlabor Karlsruhe (TLK), der Suche nach der Dunklen Materie mit XENONnT und dem Zukunftsprojekt DARWIN, und der Erforschung des Hochenergie-Universums mit dem Pierre-Auger-Observatorium in Argentinien und dem IceCube Neutrino Observatorium am Südpol.

New Feature found in UHECR Energy Spectrum

New Feature found in UHECR Energy Spectrum

September 2020 – The energy spectrum of the highest-energy particles in the Universe, ultra-high energy cosmic rays, has been measured with the Pierre Auger Observatory with an unprecedented precision. In addition to the well-known kink in the energy spectrum, typically referred to as the ankle, a new spectral break is found at somewhat higher energy. This new break in the energy spectrum can be explained by an energy-dependent mass composition of cosmic rays. The results are published in two related papers (Phys. Rev. Lett. 125, 121106 (2020) and Phys. Rev. D 102, 062005 (2020)).

This determination of the energy spectrum is unique in having an unprecedented exposure of more than 60,000 km2 sr yr, in its method of determining the spectrum free of assumptions about the mass composition of the initial cosmic ray particle, and about details of the hadronic physics of air showers.

Read more in the Press Release

Wechsel an der Spitze von KCETA

Prof. Dr. Anke-Susanne Müller (l.) und Prof. Dr. Margarete Mühlleitner
Prof. Dr. Anke-Susanne Müller (l.) und Prof. Dr. Margarete Mühlleitner

In seiner Sitzung am 23. September 2020 hat das Lenkungsgremium einstimmig eine neue Sprecherschaft gewählt. Ab dem 1.10. wird Frau Prof. Dr. Anke-Susanne Müller (IBPT) die Sprecherin von KCETA und übernimmt damit die Nachfolge von Herrn Prof. Dr. Marc Weber, der die Leitung des Bereichs V übernimmt. Frau Prof. Dr. Margarete Mühlleitner (ITP) wird die stellvertretende Sprecherin von KCETA und damit Nachfolgerin von Herrn Prof. Dr. Dieter Zeppenfeld.

Johannes Blümer ist im wohlverdienten Ruhestand

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Prof. Dr. Johannes Blümer, in den vergangenen fünf Jahren KIT-Bereichsleiter des Bereiches V – Physik und Mathematik, ist Ende September 2020 in den wohlverdienten Ruhestand eingetreten. Blümer war als Professor am ETP und Institutsleiter des IKP (heute IAP) nicht nur über viele Jahre wissenschaftlicher Leiter von KCETA und auch KSETA, sondern war maßgeblich an der Initiierung und Einrichtung sowohl des Zentrums KCETA als auch der Graduiertenschule KSETA beteiligt.

Zur Verabschiedung traf man sich coronabedingt im kleinen Kreis, bestehend aus den heutigen wissenschaftlichen Leitern des Zentrums und der Schule, um Herrn Blümer für seine Tätigkeiten zu danken, ein paar interessante und bemerkenswerte Anekdoten aus den Gründungszeiten von KIT, KCETA und KSETA auszutauschen und um ein kleines Präsent in Form eines laserbedruckten KCETA-Glasobjekts zu überreichen.

Herr Blümer wird dem KIT in Form eines Distinguished Senior Fellows erhalten bleiben und dabei auch sicherlich die Geschicke und weitere Entwicklung von KCETA und KSETA im Auge behalten.

September 2020 – Young Scientist Award für Dr. Go Mishima

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Dr. Go Mishima

Dr. Go Mishima, Postdoc am IAP, wurde mit der "Particle Physics Medal: Young Scientist Award in Theoretical Particle Physics" ausgezeichnet. Dieser Preis wurde von der Abteilung für Teilchenphysik der Japanischen Physikalischen Gesellschaft verliehen. Er honoriert die Leistungen von Dr. Mishima im Zusammenhang mit einer neuen Technik zur Berechnung von Feynman-Diagrammen mit mehreren Skalen, die er entwickelt hat. Die Resultate sind in dem Papier "High-Energy Expansion of Two-Loop Massive Four-Point Diagrams," JHEP 1902 (2019) 080 veröffentlicht.

Webseite der Preisverleihung

August 2020 – CORSIKA-Publikation wird mehr als 1000 Mal zitiert

August 2020 - CORSIKA-Publikation wird mehr als 1000 Mal zitiert
Die Autoren Prof. Dr. Gerd Schatz und Dr. Dieter Heck

Ein großartiges Jubiläum konnte das CORSIKA-Team (COsmic Ray SImulation at KArlsruhe) feiern:

Bis August 2020 wurde der Bericht FZKA 6019 (1998), der das CORSIKA-Simulationsprogramm beschreibt, mehr als 1000 Mal in wissenschaftlichen Fachpublikationen zitiert. Für die Zählung wurde der Harvard Citation Index zu Grunde gelegt.

Dieses Ereignis wurde am 15. September in Anwesenheit von zwei der fünf Autoren am Campus Nord unter Einhaltung der COVID19-Regeln mit einem kleinen Umtrunk gefeiert.

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

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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
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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