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PD Dr. Andrea Knue: Neue Professur für experimentelle Teilchenphysik mit Schwerpunkt schwere Elementarteilchen

© Markus Betz​/​TU Dortmund
PD Dr. Andrea Knue ist seit dem 1. Oktober an der Fakultät Physik der TU Dortmund Professorin für experimentelle Teilchenphysik mit dem Schwerpunkt auf schweren Elementarteilchen. In ihrer Forschung fokussiert sie sich auf die Eigenschaften des Top-Quarks und seiner Wechselwirkung mit dem Higgs-Boson. Diese Teilchen sind die schwersten bisher bekannten Elementarteilchen und zerfallen fast direkt nach ihrer Produktion. Um ihre Eigenschaften präzise vermessen zu können, muss man sie daher künstlich in Kollisionen von anderen Teilchen (zum Beispiel Proton-Proton Kollisionen) erzeugen. Der Large Hadron Collider am CERN (Genf) ist aktuell der einzige Teilchenbeschleuniger, an dem diese Produktion möglich ist.

Die Professur ist Teil des neuen Exzellenzclusters "Color meets Flavor", in welchem die TU Dortmund zusammen mit der Universität Bonn, Universität Siegen und dem Forschungszentrum Jülich an gemeinsamen Fragestellungen arbeitet. Der Fokus dieses Exzellenzclusters ist die detaillierte Untersuchung der starken und schwachen Wechselwirkung.

In diesem Rahmen wird auch ein weiteres Experiment namens INSIGHT gebaut, welches am ELSA Teilchenbeschleuniger in Bonn auch die leichteren Hadronen im Standardmodell genauer erforschen wird.

PD Dr. Andrea Knue ist Teil des ATLAS Experimentes am LHC, eines von vier grossen Experimenten welche diese Kollisionen aufzeichnen können. Sie hat ihre Promotion 2013 an der Georg-August Universität Göttingen abgeschlossen, und hat danach mit einem Fedor-Lynen Fellowship der Alexander-von-Humboldt Stiftung ihren ersten Postdoc an der University of Glasgow absolviert. 

Anschliessend ist sie am Max-Planck Institut für Physik in München tätig gewesen bevor sie an die Albert-Ludwigs-Universität in Freiburg wechselte, um dort ihre Habilitation anzufertigen.

Das Thema der Habilitation war die Messung der Top-Quark Masse und der Top-Higgs-Kopplung, deren Stärke Implikationen für die Stabilität des Universums hat. 

Von Juli 2022 bis September 2024 hat sie die Forschungsaktivitäten zum Top-Quark am ATLAS Experiment mit ca. 300 Forschenden geleitet. Der aktuelle Schwerpunkt ihrer Forschung ist die präzise Messung der Top-Quark Masse, die Untersuchung der Top-Quark Spineigenschaften sowie ein erst kürzlich zum ersten Mal gemessener Zustand von Top-Quark Paaren, umganggsprachlich "Toponium" genannt.

Eigentlich leben Top-Quarks nicht lange genug, um mit anderen Quarks einen gebundenen Zustand einzugehen. Wenn die Kollisionsenergie gerade ausreicht, um ein Top-Quark Paar zu erzeugen, bewegen sie sich allerdings langsam relativ zu einander. In dieser Situation gibt es die Möglichkeit, kurzfristig ein weiteres Teilchen, ein sogenanntes Gluon, auszutauschen. Damit gehen die beiden Quarks einen pseudo-gebundenen Zustand ein, bevor sie jeweils unabhängig voneinander zerfallen.

Das genauere Studium dieses nicht-relativistischen Grenzbereiches soll zu einem besseren Verständnis der starken Wechselwirkung führen. 

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