Zum Inhalt

Forschungsschwerpunkt Teilchenphysik

Der Forschungsschwerpunkt Teilchenphysik umfasst experimentelle und theoretische Arbeitsgebiete der Teilchen- und As­tro­teil­chen­phy­sik. Im Mittelpunkt stehen dabei Fragen nach den fundamentalen Bausteinen des Universums, deren Quellen sowie den zwischen ihnen wirkenden Kräften.

Die Arbeitsgruppen der experimentellen Teilchenphysik befassen sich mit der Untersuchung von Prozessen mit Bottom- und Top-Quarks, z.B. der Suche nach seltenen Zerfällen, der Messung von CP-Verletzung und der Bestimmung von Kopplungen, sowie mit direkten und indirekten Suchen nach neuen physikalischen Phänomenen. Sie arbeiten an Experimenten am Large Hadron Collider des Genfer Forschungszentrums CERN und sind Mitglied der ATLAS- bzw. LHCb-Kollaboration. Dabei stehen die Datenanalyse und der Experimentierbetrieb sowie die Weiterentwicklung und der Ausbau der Detektoren im Fokus der Aktivitäten.

Die As­tro­teil­chen­phy­sik nutzt stabile Teilchen, insbesondere Neutrinos, Photonen und Atomkerne als Boten aus dem Weltall und untersucht damit astrophysikalische Quellen, kosmologische Effekte und die Eigenschaften dieser Teilchen. Die Arbeitsgruppen nutzen Daten von mehreren großen Experimenten, z.B. dem IceCube-Experiment in der Antarktis, MAGIC/LST auf La Palma und MeerKAT in Südafrika.

Die Arbeitsgruppen der theoretischen Teilchenphysik untersuchen Modelle jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik und studieren Aspekte der Flavorphysik. Durch Vorschlaege neuer Observablen und der Interpretation von Messdaten besteht enge Zusammenarbeit mit den experimentellen Arbeitsgruppen. Ein weiterer Fokus der Teilchentheorie liegt auf Untersuchungen zur Dunklen Materie und der Rolle von Neutrinos im Universum.

Kontakt

Für alle Belange, welche den Forschungsschwerpunkt als ganzen betreffen, insbesondere in Fragen der Forschung und der Lehre, kontaktieren Sie bitte:

Koordinierte Programme

Der Sonderforschungsbereich 876 bringt die Forschungsgebiete der Datenanalyse (Big Data Analytics, Data Mining, maschinelles Lernen, Statistik) und der eingebetteten Systeme (Cyber-Physical Systems) zusammen und erweitert sie so, dass Information aus verteilten, dynamischen Datenmassen realzeitlich für Entscheidungen vor Ort verfügbar wird. Das Datenvolumen, die Heterogenität und Verteiltheit der Daten sowie ihr oft hoher Durchsatz sind im Verhältnis zu den jeweils gegebenen Rechnern zu sehen. In der Teilchen- und As­tro­teil­chen­phy­sik forschen wir an der Beseitigung von Ressourcenbeschränkungen durch hohe Dimension, Dynamik und Volumen der Daten.

SFB 876

Das Kompetenzzentrum Maschinelles Lernen Rhein-Ruhr hat das Ziel, Technologien des Maschinellen Lernens in Deutschland auf ein weltweit führendes Niveau zu bringen. Das Zentrum ML2R wird als einer von sechs bundesweiten Knotenpunkten zu Künstlicher Intelligenz (KI) und Maschinellem Lernen (ML) durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Beteiligt sind die Technische Universität Dortmund, die Fraunhofer-Institute für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS in Sankt Augustin sowie für Materialfluss und Logistik IML in Dortmund und die Universität Bonn. In der Teilchen- und As­tro­teil­chen­phy­sik wird hier die Entwicklung der künstlichen Intelligenz vorangetrieben und erprobt.

ML2R

Der BMBF-Forschungsschwerpunkt ErUM-FSP T02 "Physik bei höchsten Energien am Large Hadron Collider" ist ein deutsches For­schungs­netz­werk aus fünfzehn Institutionen. Forschungsschwerpunkt  ist die Elementarteilchenphysik am Large Hadron Collider (LHC) am CERN, Genf, mit dem ATLAS Detektor. Die Fakultät Physik beteiligt sich dabei an der Vermessung der Eigenschaften des Top-Quarks und der Suche nach neuen physikalischen Prozessen bei höchsten Energien sowie am Betrieb des ATLAS-Experiments. Darüber hinaus ist die Fakultät im Rahmen einer Förderung von Forschungsinfrastrukturen an der Weiterentwicklung des halbleiterbasierten Spurdetektors des ATLAS-Experiments beteiligt.

BMBF ErUM-FSP T02

Im vom BMBF geförderten Forschungsschwerpunkt ErUM-FSP T04 "LHCb: Quark-Flavor-Physik  am LHC" sind die Forschungsaktivitäten der deutschen Gruppen im Rahmens des LHCb-Experiments am Large Hadron Collider (LHC) des CERN gebündelt. LHCb auf die Untersuchung der am LHC in großer Zahl produzierten Beauty-  und Charm-Hadronen spezialisiert. Die Dortmunder Forschungen fokussieren sich auf Untersuchungen zur Materie-Antimaterie-Asymmetrie und zu äußerst seltenen Zerfällen von Beauty-Hadronen. Diese Untersuchungen erlauben die indirekte Suche nach neuen Teilchen, deren Massenskala deutlich oberhalb dessen liegt, was am LHC direkt produziert werden kann. Neben der Datenanalyse ist Betrieb und Weiterentwicklung des Experiments zentraler Bestandteil der Aktivitäten. Hier sind insbesondere die Dortmunder Arbeiten zu Entwicklung und Bau eines neuen Spurdetektors zu nennen, der zurzeit am CERN installiert wird.

BMBF ErUM-FSP T04

Das unter BMBF-ErUM Universum geförderte Neutrino-Observatorium IceCube ist ein vielseitiger Teilchendetektor mit einem instrumentierten Volumen von einem Kubikkilometer. Neben hochenergetischen Neutrinos aus astrophysikalischen Quellen können mit IceCube sowohl atmosphärische Myonen und Neutrinos, als auch exotische Teilchen, wie magnetische Monopole nachgewiesen werden. Die As­tro­teil­chen­phy­sik-Gruppe an der TU Dortmund ist Mitglied der IceCube-Kollaboration und wird sich auch an den vorgeschlagenen Upgrades des Detektors beteiligen. Der wissenschaftliche Fokus der Dortmunder Arbeitsgruppe liegt dabei auf der Rekonstruktion von Energiespektren, der Simulation der Leptonpropagation durch verschiedene Detektormedien und der Rekonstruktion unterschiedlicher Teilcheneigenschaften, wie z. B. Energie und Richtung mit Deep-Learning-Methoden. Die multinationale IceCube-Kollaboration hat Mitgliedsinstitute in Europa, den USA, Japan und Australien.

BMBF-ErUM Universum IceCube

In dem Förderbereich BMBF-ErUM Universum CTA-D werden die deutschen Beteiligungen an dem Cherenkov Teleskop Array (CTA) zusammengefasst. Im Rahmen des BMBF-Projektes beteiligen wir uns am Aufbau der zukünftigen Generation von bodengebundenen Gammastrahlen-Teleskopen, die an zwei Standorten auf der Nord- und Südhalbkugel der Erde errichtet werden. Das erste Teleskop am Nordhalbkugel-Standort auf La Palma in unmittelbarer Nachbarschaft zu MAGIC befindet sich bereits im Betrieb und liefert erste Beobachtungsergebnisse. Die Dortmunder Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler leisten hier insbesondere Beiträge zur Entwicklung der Analysepipelines und zu ersten wissenschaftlichen Beobachtungen. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Entwicklung von nachhaltigen und dabei effizienten Verfahren zum Management der gewonnenen Daten.

BMBF-ErUM Universum CTA-D

Mit einer neuen Generation von Radiointerferometern wie dem zukünftigen Square Kilometre Array (SKA) wird der Forschungsbereich großer Datenmengen für die Radioastronomie immer wichtiger. Das Radioteleskop-System MeerKAT in der südafrikanischen Karoo-Wüste ist ein bedeutender erster Schritt in diese Zukunft der Radioastronomie. Von großer Bedeutung für einen effizienten wissenschaftlichen Betrieb dieser riesigen Anlagen ist die weitgehende Automatisierung der Beobachtungen. Wir liefern im Rahmen des vom BMBF-geförderten Projektes D-MeerKAT-II zentrale Beiträge zur Robotisierung der MPG-SKA-Protoyp-Antenne, mit einem besonderen Fokus auf der Analyse von Sensordaten. Eingebettet sind unsere Aktivitäten dabei im German Long Wavelength Consortium (GLOW).

BMBF-ErUM Universum D-MeerKAT II

Kalender

Zur Veranstaltungsübersicht

Anfahrt & Lageplan

Der Campus der Technischen Universität Dortmund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dortmund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dortmund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Campus Süd, die Abfahrt Dortmund-Dorstfeld auf der A40 zum Campus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Universität ausgeschildert.

Direkt auf dem Campus Nord befindet sich die S-Bahn-Station „Dortmund Universität“. Von dort fährt die S-Bahn-Linie S1 im 20- oder 30-Minuten-Takt zum Hauptbahnhof Dortmund und in der Gegenrichtung zum Hauptbahnhof Düsseldorf über Bochum, Essen und Duisburg. Außerdem ist die Universität mit den Buslinien 445, 447 und 462 zu erreichen. Eine Fahrplanauskunft findet sich auf der Homepage des Verkehrsverbundes Rhein-Ruhr, außerdem bieten die DSW21 einen interaktiven Liniennetzplan an.
 

Zu den Wahrzeichen der TU Dortmund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwischen Dortmund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Campus Süd und Dortmund Universität S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwischen Campus Nord und Campus Süd. Diese Strecke legt sie in zwei Minuten zurück.

Vom Flughafen Dortmund aus gelangt man mit dem AirportExpress innerhalb von gut 20 Minuten zum Dortmunder Hauptbahnhof und von dort mit der S-Bahn zur Universität. Ein größeres Angebot an internationalen Flugverbindungen bietet der etwa 60 Kilometer entfernte Flughafen Düsseldorf, der direkt mit der S-Bahn vom Bahnhof der Universität zu erreichen ist.

Interaktive Karte

Die Einrichtungen der Technischen Universität Dortmund verteilen sich auf den größeren Campus Nord und den kleineren Campus Süd. Zudem befinden sich einige Bereiche der Hochschule im angrenzenden Technologiepark.

Campus Lageplan Zum Lageplan