TU Dresden: Forschungsbericht 2006 - im ...

BMBF-FORSCHUNGSSCHWERPUNKTE 3.6.
Extrapoliert man das derzeit im Standardmodell der Elementarteilchenphysik bekannte
Wissen zur Tera-Elektronvolt Energieskala, lassen sich mögliche Entdeckungen von neuen
Phänomenen vorhersagen, die eine Erweiterung der physikalischen Grundlagen der Physik
zur Folge haben würden. Eine zentrale Rolle spielt die erwartete Entdeckung des Higgs-
Bosons oder von Phänomenen, die die Rolle des Higgs-Mechanismus als Mechanismus
zur Massenerzeugung für Elementarteilchen übernehmen. Das Verständnis dafür, woher
Elementarteilchen ihre Masse erhalten, ist von fundamentaler Bedeutung für die Entstehung
der Welt so wie wir sie kennen, da selbst kleine Änderungen von Teilchenmassen
zu einer völlig anderen Entwicklung des Universums geführt hätten. Neben dieser Frage
wird das ATLAS Experiment unter anderem auch nach dem Auftreten von neuen supersymmetrischen
Teilchen oder nach Anzeichen zusätzlicher Raumdimensionen suchen.
Darüber hinaus bietet der LHC die Möglichkeit, das Standardmodell der Teilchenphysik
selbst präzise zu testen.
Das Institut für Kern- und Teilchenphysik der TU Dresden erarbeitet dabei zusammen
mit ISEG Rossendorf die Hochspannungsversorgung für die Energiemessung der Teilchen
im ATLAS Detektor und bereitet die Auswertung der ab 2008 zu erwartenden Daten insbesondere
in erweiterten Versionen des Higgs-Mechanismus und in alternativen Theorien
zur Massenerzeugung vor.
Bedeutung des Vorhabens für Forschung
und Lehre an der TU Dresden:
In der ersten Wettbewerbsrunde der BMBF-Forschungsschwerpunkte (BMBF FSP) haben
sich drei Forschungsnetzwerke im Rahmen der internationalen Experimentkollaborationen
ALICE, ATLAS und CMS qualifiziert. Das wissenschaftliche Potenzial dieser Experimente
ist enorm. Es reicht von der Entdeckung neuer fundamentaler Teilchen bis zur Erforschung
des Materiezustandes zu Beginn der kosmischen Entwicklung unseres Universums. Die
Beteiligung der TU Dresden an einem solchen internationalen Netzwerk verbreitert ihr
Forschungsspektrum sichtbar und kommt in besonderem Maße der Ausbildung der Studierenden
zu Gute. Bei der Zusammenarbeit mit den Kollegen aus 35 Ländern erlernen sie
Aufgabenteilung, Kommunikation und Zusammenarbeit über große Distanzen mit einer
Vielzahl unterschiedlicher Menschen und Kulturen. Die Analyse der Daten erfordert den
Einsatz modernster Datenverarbeitungsalgorithmen, ausgefeilter statistischer Methoden,
und den Umgang mit großen und komplexen Programmpaketen.
Interdisziplinäre Verflechtungen mit anderen TU-Instituten:
ATLAS und die anderen LHC Experimente produzieren jährlich mehrere Millionen
Gigabyte an Daten. Um die Messergebnisse zu speichern und den über 5 000 beteiligten
Wissenschaftlern auf allen Kontinenten zur Verarbeitung zugänglich zu machen, entsteht
ein globales Computernetz (Grid). Zwischen einigen großen regionalen Rechenzentren, wie
dem GridKa am Forschungszentrum Karlsruhe und mehreren hundert weiteren Standorten,
die alle über Hochgeschwindigkeitsleitungen vernetzt sind, wird eine automatische Daten-
und Lastverteilung vorgenommen.
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