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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

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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.

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