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Physiker:innen an der HU arbeiten seit 2008 im Rahmen einer internationalen Kollaboration am ATLAS-Experiment, das am Large Hadron Collider (LHC), einem Teilchenbeschleuniger am Europ?ischen Kernforschungszentrum CERN in Genf,

aufgebaut ist. Innerhalb des ATLAS-Experiments werden pro Sekunde etwa zwei Milliarden Protonpaare zur Kollision gebracht, um das Higgs-Teilchen detailliert zu studieren Auf diesem Weg wird nach neuen Ph?nomenen gesucht, die Antworten auf Fragen geben k?nnten, die im sogenannten Standardmodell der Elementarteilchenphysik nicht beantwortet werden k?nnen. In diesen Protonkollisionen wird zudem eine enorme Zahl von Neutrinos erzeugt, die mit dem ATLAS-Detektor jedoch nur sehr selten in Wechselwirkung treten und damit in der Regel unbeobachtet bleiben.

Im Jahr 2020 ein neues Experiment vorgeschlagen, das im Frühjahr 2021 genehmigt und in 480 m Entfernung zum Protonwechselwirkungspunkt des ATLAS-Experiments installiert wurde. Der sogenannte Scattering-and-Neutrino Detector (SND@LHC) wurde dafür in unmittelbarer N?he des LHC-Tunnels platziert, weil der Neutrinofluss aus den Protonpaarkollisionen in dieser Richtung besonders gro? ist. In diesem Bereich erreichen die Neutrinos Energien, die in keinem anderen Beschleuniger als dem LHC erzeugt werden k?nnen. Mit den Daten, die w?hrend des Jahres 2022 aufgezeichnet wurden, konnten die Physikerinnen und Physiker der SND@LHC-Kollaboration nun zum ersten Mal Neutrinos aus den Protonkollisionen am LHC nachweisen. Zeitgleich wurde von einem zweiten Experiment, FASERnu, das in entgegengesetzter Richtung zum SND@LHC-Detektor aufgebaut wurde, die Beobachtung von Neutrinos aus den Protonpaarkollisionen des ATLAS-Wechselwirkungspunktes bekanntgegeben. Damit er?ffnet sich zum ersten Mal die M?glichkeit, die Wechselwirkung von Neutrinos in einem Energiebereich zu studieren, der bisher nicht zug?nglich war.

Dies erlaubt zum einen weitere Tests des Standardmodells der Elementarteilchenphysik und die innere Struktur des Protons genauer zu verstehen, aber auch die Suche nach neuen Teilchen, die im Standardmodell der Elementarteilchenphysik nicht vorkommen, sowie ein besseres Verst?ndnis des Neutrinoflusses aus der kosmischen H?henstrahlung.?

Die an der internationalen?SND@LHC-Kollaboration?beteiligten Physikerinnen und Physiker kommen aus 26 Instituten in 13 L?ndern. Von der HU st die Arbeitsgruppe Experimentelle Elementarteilchenphysik 2 beteiligt, die ma?geblich zum Bau des Myondetektors beigetragen hat. Mit diesem werden Myonen und hadronischen Schauer, die durch die Wechselwirkung der durch SND@LHC beobachteten Myonneutrinos entstehen, nachgewiesen. Seit Anfang 2023 werden die Forschung der HU am SND@LHC-Experiment durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gef?rdert.

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Zur Meldung: New LHC experiments enter uncharted territory

SND@LHC: The Scattering and Neutrino Detector at the
LHC (PDF)

Fachkontakt

Prof. Dr. Heiko Lacker
Institut für Physik, Humboldt-Universit?t

Tel.: 030 2093-7817
lacker@physik.hu-berlin.de