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ILC und CLIC: Linearbeschleuniger

Experimente an zukünftigen Beschleunigern

Schema eines Detektors bei CLIC mit einer simulierten Teilchenkollision
Schema eines Detektors bei CLIC mit einer simulierten Teilchenkollision (Bild: CLIC)

In weltweiter Zusammenarbeit werden künftige Beschleunigerexperimente entwickelt – Projekte, die eine präzise Untersuchung des Higgs-Bosons und des Top Quarks, den schwersten Teilchen im Standardmodell der Teilchenphysik  ermöglichen. Außerdem sollen sie  komplementär zu den Möglichkeiten des LHC Entdeckungspotential für “neue Physik” bieten.

Die “Future Detectors”-Gruppe am MPP untersucht das Physik-Potential von zukünftigen Linearbeschleunigern. Sie entwickelt Detektortechnologien für die nächste Generation von Experimenten in der Teilchenphysik. Die Gruppe ist in verschiedenen Forschungsverbünden aktiv:

Darüber hinaus kommen die in CALICE entwickelten Detektortechnologien bei der Inbetriebnahme des SuperKEKB-Beschleunigers in Japan zum Einsatz.

Die Linear Collider ILC und CLIC

Anders als beim Large Hadron Collider (LHC) werden in diesen Beschleunigern Elektronen und ihre Antiteilchen, die Positronen mit hoher Energie aufeinander geschossen. Damit wollen Forscher die Physik der Teraskala erkunden: Im Vordergrund stehen dabei die Fragen nach dem Ursprung der Masse, nach der Natur der Dunklen Materie im Universum, nach möglichen neuen Symmetrien und neuen Raumdimensionen.

Elektronen und Positronen sind, anders als die im LHC verwendeten Protonen, Elementarteilchen ohne Unterstruktur. Ihre Kollisionen liefern daher sauberere Ereignisse, einen deutlich geringeren Untergrund- und damit eine höhere Messpräzision. Dies erlaubt detaillierte Untersuchungen der Physik innerhalb und  jenseits des Standardmodells.

Elektronen und Positronen lassen sich nur auf gerader Strecke auf höchste Energien beschleunigen – auf der Kreisbahn verlieren sie wegen ihrer kleinen Masse durch Synchrotronstrahlung zu viel Energie.

Daher besteht ein linearer Beschleuniger aus zwei langen Röhren, die die Teilchen auf hohe Energien beschleunigen und dann zur Kollision bringen. Zwei Technologien werden zur Zeit dafür entwickelt: Der International Linear Collider ILC, mit einer Maximalenergie von 500 Gigaelektronenvolt bis 1 Teraelektronenvolt, und der Compact Linear Collider CLIC, mit Energien bis hin zu 3 Teraelektronenvolt.

Parallel entstehen komplexe Detektorsysteme, um höchste Präzision zu erreichen. An der Entwicklung dieser neuen Beschleuniger und der Detektoren sind weltweit hunderte Wissenschaftler beteiligt.

Weitere Informationen zur Gruppe "ILC & CLIC"

Aktuelle Meldungen

21.04.2016

Am 2. und 3. Mai 2016 findet am MPP ein Workshop statt, bei dem Konzepte für künftige Elektron-Positron-Beschleuniger diskutiert werden. Diese Beschleuniger bringen Materie und Antimaterie-Teilchen zur Kollision und sind eine wichtige Ergänzung zum Large Hadron Collider (LHC). Ziel dieses und der...

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23.09.2015

Um Themen der Hochenergie- und Astroteilchenphysik geht es vom 4. bis 9. Oktober 2015 in Wildbad Kreuth: Das Max-Planck-Institut für Physik veranstaltet dort die diesjährige ISMD-Konferenz (International Symposium on Multiparticle Dynamics), die seit 1970 im Jahresturnus an wechselnden Orten...

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31.08.2015

Vom 9. bis zum 11. September treffen sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der CALICE-Kollaboration am Max-Planck-Institut für Physik. In dem Projekt entwickeln Forscher neuartige Detektoren, die in künftigen Teilchenbeschleunigern zum Einsatz kommen sollen. Die Detektoren messen die Energie...

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30.04.2015

Am Donnerstag, den 30. April, wurde Frank Simon vom Max-Planck-Insitut für Physik zum neuen Sprecher von CALICE gewählt. CALICE (CAlorimeter for LInear Collider Experiment) ist eine internationale Kollaboration aus über 300 Physikern und Ingenieuren. Ihr Ziel ist es, neue Kalorimeter für zukünftige...

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Gruppenmitglieder

Name Funktion Durchwahl www

Emberger, Lorenz

Student 393

Gabriel, Miroslav

PhD Student 556

Graf, Christian

PhD Student 307

Heuchel, Daniel

Student 393

Homa, Lina

Student 393

Israeli, Yasmine

PhD Student 402

Kroepsch, Rene

Student 393

Simon, Frank, Dr.

Scientist 535

www.mpp.mpg.de/~fsimon/

Szalay, Marco

PhD Student 307

van der Kolk, Naomi, Dr.

Scientist 557

Termine und Meetings

Derzeit gibt es leider keine Termine.

Schlüsselpublikationen

Physics Case for the International Linear Collider
ILC Physics Working Group
arXiv:1506.05992 [hep-ex]

The Time Structure of Hadronic Showers in highly granular Calorimeters with Tungsten and Steel Absorbers
CALICE Collaboration
JINST 9, P07022  (2014)
arXiv:1404.6454 [hep-ex]

Top quark mass measurements at and above threshold at CLIC
Eur. Phys. J. C73, 2530 (2013)
arxiv:1303.3758

Hadronic energy resolution of a highly granular scintillator- steel hadron calorimeter using software compensation techniques
CALICE Collaboration
JINST 7, P09017 (2012)
arxiv:1207.4210 [physics.ins-det]

The CLIC Programme: Towards a Staged e+e- Linear Collider Exploring the Terascale: CLIC Conceptual Design Report
P. Lebrun, L. Linssen, A. Lucaci-Timoce, D. Schulte, F. Simon, S. Stapnes, N. Toge and H. Weerts et al.
CERN-2012-005
arXiv:1209.2543 [physics.ins-det]