Experimentelle Teilchen- und Astroteilchenphysik

Willkommen bei der Arbeitsgruppe für Experimentelle Teilchen- und Astroteilchenphysik an der Universität Siegen!

Unsere Forschung beschäftigt sich mit einigen der grundlegendsten Fragen der modernen Physik: Was sind die elementaren Bausteine der Materie? Wie wechselwirken sie miteinander? Welche Physik liegt jenseits des Standardmodells? Was ist Dunkle Materie, und was können wir aus der Untersuchung kosmischer Strahlung und von Gravitationswellen über das Universum lernen?

Diesen Fragen gehen wir mit Experimenten am CERN und an anderen internationalen Forschungsanlagen nach. Unsere Aktivitäten reichen von Präzisionsmessungen und der Suche nach neuen Teilchen bis zur Entwicklung moderner Teilchendetektoren, wissenschaftlicher Software und Methoden des maschinellen Lernens.

Unsere Forschung

Teilchenphysik am LHC: ATLAS

Als Mitglieder der ATLAS-Kollaboration am CERN untersuchen wir das Top-Quark, das Higgs-Boson und seltene Prozesse, die Hinweise auf Physik jenseits des Standardmodells liefern könnten. Wir entwickeln moderne Algorithmen zur Flavour-Identifikation und beteiligen uns am Bau des Inner Trackers (ITk) von ATLAS für den High-Luminosity LHC.

Suche nach neuen Teilchen: SHiP

Das SHiP-Experiment am CERN wird nach neuen, äußerst schwach wechselwirkenden Teilchen suchen, darunter mögliche Kandidaten für Dunkle Materie. Unsere Arbeitsgruppe beteiligt sich an der Entwicklung des Scattering and Neutrino Detectors. Schwerpunkte sind dabei die Siliziumkalorimetrie, die Detektorsimulation und die Physiksoftware.

Astroteilchenphysik und Gravitationswellen

Am Pierre-Auger-Observatorium in Argentinien untersuchen wir die höchstenergetische kosmische Strahlung, ihren Ursprung und ihre Wechselwirkungen. Unsere Forschung umfasst die Suche nach ultrahochenergetischen Photonen und die Entwicklung moderner Radiodetektionsverfahren. Wir beteiligen uns außerdem am Einstein Telescope und entwickeln Methoden der künstlichen Intelligenz für die Echtzeitverarbeitung von Daten zukünftiger Gravitationswellendetektoren.

Detektorentwicklung und Instrumentierung

Wir entwickeln und testen Silizium-Spurdetektoren, Pixelmodule, Kalorimeter und moderne Detektorelektronik. Unsere Aktivitäten umfassen Detektortechnologien für zukünftige Teilchenphysikexperimente, Strahlungsdetektion sowie Compton-Bildgebung für medizinische Anwendungen.

Maschinelles Lernen und wissenschaftliches Rechnen

Die moderne Teilchenphysik ist auf leistungsfähige computergestützte Verfahren angewiesen. Wir entwickeln und nutzen Methoden des maschinellen Lernens, insbesondere Transformer-Netzwerke, zur Teilchenidentifikation, Ereignisrekonstruktion, Detektoroptimierung und Echtzeit-Datenverarbeitung. Diese Methoden verbinden unsere experimentelle Forschung mit aktuellen Entwicklungen der Informatik und künstlichen Intelligenz.

Color meets Flavor

Unsere Arbeitsgruppe ist am Exzellenzcluster „Color meets Flavor“ beteiligt, einem gemeinsamen Forschungsverbund der Universitäten Bonn, Siegen und Dortmund sowie des Forschungszentrums Jülich. Der Exzellenzcluster verbindet experimentelle und theoretische Teilchenphysik, um das Zusammenspiel der starken Wechselwirkung, der Quarkflavour-Physik und möglicher neuer Physik jenseits des Standardmodells zu untersuchen.

Studieren und Forschen bei uns

Wir bieten Studierenden vielfältige Möglichkeiten, sich an aktueller Forschung in der experimentellen Teilchen- und Astroteilchenphysik zu beteiligen. Themen für Bachelor-, Master- und Doktorarbeiten reichen von Datenanalyse und maschinellem Lernen über Detektorentwicklung und Elektronik bis hin zu Simulation und wissenschaftlicher Software.

Studierende können frühzeitig in internationale Forschungskollaborationen eingebunden werden und unmittelbar zu laufenden Experimenten und Detektorentwicklungen beitragen. Wir freuen uns über Anfragen von Studierenden, die sich für Forschungs- und Abschlussarbeiten in unserer Arbeitsgruppe interessieren.

Unsere Arbeitsgruppe kennenlernen

Kontakt

Experimentelle Teilchen- und Astroteilchenphysik
Department Physik, Universität Siegen
Emmy-Noether-Campus
Walter-Flex-Straße 3
57072 Siegen

Telefon: +49 271 740-3731
E-Mail: secretariat@hep.physik.uni-siegen.de