PRESSE INFORMATION EPS HEP2015

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1 PRESSE INFORMATION EPS HEP2015 European Physical Society Conference on High Energy Physics Juli 2015 an der Universität Wien

2 PRESSEINFORMATION EPS 2015/WIEN 2 Die Wiener HochenergiephysikerInen sind stolz, die Fachtagung für Teilchenphysik der Europäischen Physikalischen Gesellschaft vom Juli 2015 erstmals in Wien ausrichten zu dürfen. Die Konferenz European Physical Society Conference on High Energy Physics (EPS HEP2015) wird gemeinsam von der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, der Universität Wien und der Technischen Universität Wien veranstaltet. Im Bereich der Hochenergiephysik wird diese Konferenz weltweit die größte und wichtigste Konferenz des Jahres 2015 sein. Erwartet werden zwischen 700 und 750 Teilnehmer, darunter der CERN Generaldirektor Rolf Dieter Heuer und die designierte Generaldirektorin Fabiola Gianotti, sowie die führenden Theoretiker und Experimentatoren auf dem Gebiet der Teilchenphysik und zahlreiche Entscheidungsträger aus den verschiedenen Großforschungslaboratorienaus aus etwa 35 Ländern. Anlässlich dieser Konferenz erfolgt auch die Verleihung der EPS Elementarteilchenphysik Preise, die bedeutendsten Preise auf dem Gebiet der Elementarteilchenphysik. Vergeben werden diese Preise von der European Physical Society. Bei der Konferenz werden in Parallel, Plenary und Spezial Session 16 Topics, die die wichtigsten Bereiche der heutigen Teilchenphysik umfassen, präsentiert: Standard Model and Beyond Electroweak Symmetry Breaking Neutrino Physics Flavour Physics CP Violation QCD and Hadronic Physics Heavy Ions Future Facilities Astroparticle Physics High Energy Astrophysics Cosmology String Theory Non Perturbative Field Theory Detectors and Data Handling Accelerator R&D Outreach Die Parallelsitzungen finden an den ersten 3 Tagen ( Juli) und die Plenarsitzungen an den letzten drei Tagen ( Juli) der Konferenz statt trat Österreich der Europäischen Organisation für Kernforschung (CERN) bei. CERN ist das größte Forschungszentrum für Teilchenphysik, mit dem leistungsstärksten Teilchenbeschleuniger,

3 PRESSEINFORMATION EPS 2015/WIEN 3 dem Large Hadron Collider (LHC), an dem 2012 das Higgs Boson entdeckt wurde. In dieser fruchtbaren Atmosphäre des CERN wurden schon mehrere Generationen von österreichischen WissenschafterInnen, IngenieurInnen und TechnikerInnen ausgebildet.

4 PRESSEINFORMATION EPS 2015/WIEN 4 Kern und Teilchenphysik in Österreich In Österreich forschen 7 Universitätsinstitute und 2 Akademieinstitute auf dem Gebiet der experimentellen und theoretischen Kern und Teilchenphysik. Die ForscherInnen dieser Institute sind im Fachausschuss für Kern und Teilchenphysik (FAKT) der Österreichischen Physikalischen Gesellschaft organisiert. Ein Schwerpunkt der experimentellen Kern und Teilchenphysik ist die Teilnahme an internationalen Experimenten. Die österreichische Wirtschaft profitiert vom Know how der neu entwickelten Technologien und von dem beachtlichen finanziellen Rückfluss an österreichische Unternehmen. Die österreichischen Kern und Teilchenphysik Institute bieten ein exzellentes Ausbildungsprogramm für StudentInnen, DiplomandInnen und DissertantInnen. Die NachwuchswissenschafterInnen sind von Beginn an in internationale Forschungsprojekte involviert. Österreichische Institute leisten führende Beiträge zu internationalen Großexperimenten wie für das CMS und ASACUSA Experiment (CERN, Genf, Schweiz), das PANDA Experiment (FAIR, Darmstadt, Deutschland), BELLE I/II Experiment (KEK, Tsukuba, Japan), PERKEO und qbounce Experiment (ILL, Grenoble, Frankreich), PERC Experiment (FRM2, München, Deutschland) und das CRESST Experiment (LNGS, Gran Sasso, Italien). Kernphysik mit Bedeutung für Astrophysik wird am CERN mit ntof betrieben, Isotopenforschung mit der Anlage VERA in Wien. Die Qualität der heimischen Forschung ist unter anderem durch zahlreiche internationale Führungspositionen österreichischer WissenschafterInnen belegt. Ausbildung und Kommunikation: Exzellentes Ausbildungsangebot für Studierende durch Mitarbeit an den aktuellsten internationalen Projekten der Kern und Teilchenphysik schon im Grundstudium. Ausbildung österreichischer Ingenieure und Techniker in Spitzentechnologie an internationalen Forschungszentren. Engagiertes LehrerInnen Fortbildungsprogramm und Veranstaltungen für SchülerInnen (Internationale Masterclasses, Praktika, umfangreiches Unterrichtsmaterial). Intensive Öffentlichkeitsarbeit mittels Wanderausstellung und Vorträgen an Schulen, Science Centern und Museen in ganz Österreich. Breit gefächertes Wissenschaftsprogramm für die interessierte Öffentlichkeit wie zum Beispiel Kinderuni Wien, Junge Uni Innsbruck, Ausstellung physikalischer Experimente am Museum der Karl Franzens Universität Graz, Physik zum Anfassen, Forschertage, Lange Nacht der Forschung, Generation Innovation Praktika, University meets Public, Science on Stage, Vorträge an Volkshochschulen und vieles mehr. Die TeilchenphysikerInnen vermitteln mit Enthusiasmus und großem Engagement dieses komplexe Forschungsgebiet an alle Altersgruppen.

5 PRESSEINFORMATION EPS 2015/WIEN 5 Wissenschaftliche Schwerpunkte auf der EPS HEP2015 Konferenz 1. Der Neustart des LHC in 2015 Nach zwei Jahren intensiver Wartungs und Konsolidierungsarbeiten und mehreren Monaten Vorbereitung für den Neustart ist der Large Hadron Collider, der stärkste Teilchenbeschleuniger der Welt, wieder in Betrieb. Am 5. April zirkulierten wieder Strahlen im 27 km langen Ring zu diesem Zeitpunkt mit der Einschussenergie von 450 GeV. Am 3. Juni wurden erstmals Protonen bei einer Gesamtenergie von 13 TeV kollidiert. Während der ersten Datennahmeperiode, die 2009 begann, wurde der LHC erfolgreich bei einer Energie unterhalb des Nominalwerts betrieben. Nun wurde die Energie der Kollisionen von 8 TeV auf 13 TeV erhöht. Die Luminosität ein Maß für die Kollisionsrate wird ebenfalls verbessert. Als Konsequenz dieser Steigerung sowohl der Energie (mehr Teilchen, die in jeder Kollision produziert werden) und der Luminosität (eine höhere Wahrscheinlichkeit für das Eintreten einer Kollision) müssen die Detektoren, die Datennahmesysteme und die zur Analyse verwendeten Algorithmen extremen Anforderungen gerecht werden. Die höhere Energie stellt neue technische Anforderungen an den LHC. Sie wird uns aber auch erlauben Neuland zu betreten, in dem wir neue Teilchen entdecken könnten. Einige vielversprechende Kandidaten für Entdeckungen sind neue Arten von Higgs Bosonen, Supersymmetrie, oder sogar zusätzliche Dimensionen, wie sie von der Stringtheorie vorhergesagt werden. In diesem letzten Fall hätte der Raum mehr als die bekannten drei Dimensionen. Die neuen Dimensionen wären allerdings auf mikroskopischer Skala gekrümmt und gefaltet und unsichtbar für Wesen wie uns, die zu groß sind, um in diese winzige Welt einzutauchen. Die zusätzlichen Dimensionen könnten allerdings in hochenergetischen Kollisionen, wie sie nun im LHC möglich sind, beobachtet werden, da dieser jetzt noch kleinere Distanzen sondieren kann.

6 PRESSEINFORMATION EPS 2015/WIEN 6 2. Das Higgs Boson öffnet den Weg zu Neuer Physik Vor drei Jahren wurde die Entdeckung eines Higgs Bosons am CERN bekanntgegeben. Das neuentdeckte Teilchen hat eine Masse und Eigenschaften, die mit den Vorhersagen des Standardmodells verträglich sind. Mit dem Standardmodell der Teilchenphysik werden erfolgreich die Phänomene des Mikrokosmos beschrieben. Es beinhaltet die fundamentalen Materieteilchen, wie z.b. die Quarks, und beschreibt die Wechselwirkungen zwischen diesen Bausteinen. Das Higgs Boson zeigt keine Wechselwirkung mit masselosen Teilchen wie dem Photon, aber es reagiert mit den anderen Teilchen, wie dem Elektron und Quarks, durch einen komplexen Prozess, der seinen Ursprung in der Struktur des Vakuums hat: der Brout Englert Higgs Mechanismus. Es ist dieser Mechanismus, durch den Teilchen ihre Masse erlangen. Es wäre das letzte Teilchen des Standardmodells (der Theorie, welche die fundamentalen Teilchen und die zwischen ihnen wirkenden Kräfte erklärt), das experimentell nachgewiesen wurde. Eine höhere Energie der Kollisionen im LHC wird die Wahrscheinlichkeit erhöhen, ein Higgs Boson in einer Kollision zu erzeugen, und den Forschern erlauben, seine Eigenschaften genauer zu messen und seine selteneren Zerfälle zu beobachten. Hochenergetische Kollisionen könnten dazu beitragen, winzige Unterschiede zwischen diesen Messungen und den Vorhersagen des Standardmodells aufzudecken. Mit den neuen Daten werden die Forscher in der Lage sein zu entscheiden, ob das neue skalare Teilchen wirklich das vom Standardmodell vorhergesagte Higgs Boson ist, was die einfachste Erklärung wäre, oder eine andere Art von exotischem Higgs Boson, das Teil eines Modells von Neuer Physik wäre, das neue und bisher unbekannte Formen von Materie und Wechselwirkungen enthielte.

7 PRESSEINFORMATION EPS 2015/WIEN 7 3. Suche nach Dunkler Materie Der leistungsfähigste Beschleuniger, der jemals gebaut wurde, ist der Large Hadron Collider (LHC) am CERN in Genf. Mit diesem Beschleuniger können Wissenschaftler mit Hilfe von Protonenkollision in bisher unbekannte Bereiche der Physik vorstossen. In den Kollisionen werden dabei neue Elementarteilchen erzeugt und Physiker erwarten, dass darunter ein paar bisher unentdeckte Teilchen sind. Die Daten, die beim Betrieb des LHC bei 13 TeV gesammelt werden, könnten Hinweise auf die Lösung des Rätsels der sogenannten Dunklen Materie liefern. Die Galaxien in unserem Universum besitzen eine ziemlich ungewöhnliche Eigenschaft. Sie rotieren mit einer solch hohen Geschwindigkeit, dass die aus der Gravitation resultierende Anziehung nicht ausreicht, um die Galaxien zusammenzuhalten. Die Galaxien müsste es buchstäblich auseinanderreißen. Dasselbe gilt auch für Galaxien innerhalb von Clustern, was Wissenschaftler zu der Vermutung geführt hat, dass irgendwas existieren muss, dass Sie nicht sehen können. Sie vermuten, dass irgendetwas, was wir nicht direkt beobachten können, diesen Galaxien eine zusätzliche Masse verleiht eine zusätzliche gravitative Anziehung, die die Galaxien beieinander hält. Dieses mysteriöse Etwas nennen die Wissenschaftler Dunkle Materie. Im Gegensatz zur normalen Materie reagiert die Dunkle Materie nicht über die elektromagnetische Kraft. Das bedeutet wiederum, dass sie Licht weder absorbiert, reflektiert oder emittiert, was deren Beobachtung extrem schwierig macht. Bisher konnte die Dunkle Materie nur über die gravitative Interaktion mit normaler Materie dingfest gemacht werden. Nach aktuellen Beobachtungen scheint es fünfmal mehr Dunkle Materie als normale Materie zu geben damit ist 80% der Materie im Universum Dunkle Materie. Wissenschaftler vermuten, dass Dunkle Materie aus fundamentalen Teilchen besteht, die während des Urknalls produziert wurde und eine so hohe Lebensdauer hat, dass Sie heute noch existiert. Die Experimente am LHC könnten neue Hinweise auf die Eigenschaften der Dunkle Materie liefern. Einige Theorien gehen davon aus, dass Dunkle Materie Teilchen leicht genug sind, dass Sie am LHC produziert werden könnten. Falls das der Fall ist, würden die Dunkle Materie Teilchen zunächst erzeugt werden und anschliessend, ohne ein Signal im Detektor zu hinterlassen, das Experiment verlassen. Allerdings würden sie Energie und Impuls davontragen und die Wissenschaftler könnten über die fehlende Energie und den fehlenden Impuls Rückschlüsse auf die Existenz der Dunklen Materie ziehen. Man erwartet, dass die Dunkle Materie nur sehr selten mit der normalen Materie reagiert. Aus diesem Grund wird die Suche nach der Dunklen Materie in Untergrundlabors durchgeführt, um das Experiment von den zahlreichen, durch die kosmische Höhenstrahlung induzierten Ereignissen abzuschirmen. Die Experimente sind dafür optimiert, um kleinste Energieeinträge nachweisen zu können.

8 PRESSEINFORMATION EPS 2015/WIEN 8 Viele Theorien einer Physik jenseits des bekannten Standardmodells der Teilchenphysik enthalten Kandidaten für ein Dunkle Materie Teilchen, wie z.b. die Supersymmetry (SUSY) oder Theorien mit zusätzlichen Dimensionen ( Extra Dimensions ). Falls sich einer dieser Theorien als richtig herausstellt, könnten die Wissenschaftler ein besseres Verständnis über die Zusammensetzung unseres Universums gewinnen und natürlich auch, wie die Galaxien zusammengehalten werden.

9 PRESSEINFORMATION EPS 2015/WIEN 9 4. Supersymmetrie Allem voran, Supersymmetrie (SUSY) ist eine vermutete Symmetrie von Raum und Zeit. Ist diese Symmetrie in der Natur realisiert, ergibt sich daraus automatisch, dass jede Art von Teilchen einen oder auch mehrere sogenannte Superpartner besitzt. Aber lassen Sie uns mit dem sogenannten Standardmodell (SM) der Teilchenphysik beginnen. Auf den ersten Blick scheint das SM alle Teilchen als masselos vorher zu sagen. Das steht offensichtlich im Widerspruch mit dem was wir in unserer mit Materie erfüllten Welt erleben. In 1960igern erfanden Theoretiker einen Mechanismus der den Teilchen Masse verleiht, und der aber dann auch die Existenz eines neuen leichten Teilchens, dem Higgs Boson, voraussetzt. Jedoch ist es ein Rätsel warum dieses Higgs Boson so leicht sein sollte, da die Wechselwirkungen zwischen ihm und den SM Teilchen es sehr schwer machen sollten. Die von der Supersymmetrie vorausgesagten zusätzlichen Teilchen schwächen nun die Beiträge von den SM Teilchen zur Masse des Higgs Bosons stark ab und machen es somit doch noch leicht. SUSY Teilchen würden mit den gleichen Kräften wechselwirken, wie das die SM Teilchen tun, aber sie hätten viel schwerere Massen. Wenn supersymmetrische Teilchen existieren, dann könnten die Wechselwirkungen der drei mikroskopischen Kräfte Elektromagnetismus, starke und schwache Kraft bei sehr hohen Energien (zur Zeit des frühen Universums) verschmelzen zu einer einzigen Kraft. Im Englischen nennt man eine derartige Theorie Grand Unified Theory (GUT) ein Traum von uns Physikern schon seit Einstein. In vielen SUSY Modellen ist das leichteste SUSY Teilchen stabil und elektrisch ungeladen und es wechselwirkt nur sehr schwach mit den Teilchen des Standardmodells. Das sind genau die Charakteristika, für Teilchen, die die Dunkle Materie bilden könnten. Wir wissen, dass 85% der Materie im Universum diese sogenannte Dunkle Materie ausmacht und diese auch benötigt wird, damit Galaxien zusammen gehalten werden. Das SM alleine bietet keine Erklärung dafür. Daher ist die Suche nach SUSY Teilchen von zentraler Bedeutung bei den hochenergetischen Kollisionen am LHC.

10 PRESSEINFORMATION EPS 2015/WIEN Quark Gluon Plasma Alle Materie, wie wir sie heute kennen, ist im Wesentlichen aus Quarks aufgebaut. Diese Elementarteilchen werden durch die starke Wechselwirkung zusammengehalten und bilden Neutronen und Protonen. Diese wiederum stellen die Bausteine aller Atomkerne da, aus denen 99% unserer Alltagswelt besteht. Das war allerdings nicht immer so. Modellrechnungen sagen voraus, dass bei Temperaturen, die über hunderttausend Mal höher sind als im Inneren der Sonne, Materie in einer anderen Form vorliegt. Quarks und Gluonen, den Kraftteilchen der starken Wechselwirkung, können sich frei bewegen und wird daher Quark Gluon Plasma genannt. In kosmologischen Modellen der Geschichte unseres Universums herrschten wenige Millionstel Sekunden nach dem Urknall Temperaturen dieser Größenordnung, so dass alle Materie als Quark Gluon Plasma vorlag. Später kühlte es ab und erste gebundene Teilchen, Protonen und Neutronen, bildeten sich. In der Folge entstand die Materie, in der Form wie wir sie heute kennen. Ähnliche Temperaturen lassen sich im Labor bei der Kollision sehr schwerer Atomkerne, z.b. Blei Ionen, erzeugen. Dazu benötigt man allerdings sehr hohe Energien, wie sie am Large Hadron Collider (LHC) des CERN zur Verfügung stehen. Bei den Kollisionen entsteht für sehr kurze Zeit ein Quark Gluon Plasma, das jedoch wieder zerfällt. Dabei werden Teilchen freigesetzt, die die Wissenschaftler mit Detektoren untersuchen. Sie geben Aufschluss über die fundamentalen Eigenschaften extremen Form von Materie und über den Übergang zur heuten gewöhnlichen Materie, wie sie im frühen Universum stattfand.

11 PRESSEINFORMATION EPS 2015/WIEN Quantenchromodynamik Die Quantenchromodynamik beschreibt die zwischen den Quarks herrschenden starken Kräfte. Wir kennen zur Zeit sechs Arten von Quarks: die leichtesten unter ihnen, die Up und Down Quarks, bilden die Bausteine von gewöhnlicher Materie wie etwa der Protonen und Neutronen, die schwereren unter ihnen, die Strange, Charm, Bottom und Top Quarks, bauen Teilchen auf, die in der Natur nur kurz nach dem Urknall existierten, heutzutage jedoch in Teilchenbeschleunigern wie etwa dem LHC hergestellt werden können. Das Verständnis der Eigenschaften dieser neuartigen Form von Materie und die Abschätzung der Ausichten, bislang noch nicht im Experiment gesehene schwere Teilchen zu beobachten, gehören zu den wichtigsten Zielsetzungen aller Untersuchungen im Rahmen der QCD und bilden daher auch ein zentrales Thema bei der EPS HEP Die QCD stellt einen außergewöhnlich wichtigen Aspekt unseres Verständnisses der Natur dar, da sie letzten Endes auch die starken Kernkräfte beschreibt, die Protonen und Neutronen zu Atomkernen binden. Genauer betrachtet liegt der Ursprung des überwiegenden Teils der Masse jedes derartigen Teilchens in den komplexen Wechselwirkungen der Quarks, wie sie von der QCD beschrieben werden, begründet. Allerdings ist die QCD durch einen äußerst hohen Grad an Komplexität gekennzeichnet, da die Trägerteilchen oder Vermittler der starken Kräfte im Gegensatz etwa zu den elektromagnetischen Kräften auch untereinander wechselwirken. Daraus resultieren sehr komplexe Prozeßabläufe, die eine große Herausforderung an ihre mathematische Beschreibung bilden. Wie stark sich diese Selbstwechselwirkungen manifestieren, hängt von der Energieskala ab, bei der diese Prozesse ablaufen: bei niedrigen Energien ist die QCD nur sehr schwer in den Griff zu bekommen, während ihre Vorhersagen für hohe Energien vergleichsweise einfach herzuleiten sind. Ein möglicher Ausweg aus diesem Dilemma besteht im Einsatz leistungsstarker Computer, ermöglicht durch den Kunstgriff, Raum und Zeit nicht länger als Kontinuum zu betrachten, sondern auf ein vierdimensionales Gitter zu reduzieren, sodaß sämtliche numerischen Berechnungen nur mehr für die endliche Anzahl von Raum Zeit Punkten dieses Gitters durchgeführt werden müssen.

12 PRESSEINFORMATION EPS 2015/WIEN Neutrino Physik Neutrinos sind eine sehr spezielle Klasse von Elementarteilchen: Sie haben keine elektrische Ladung, sie haben Massen, die mindestens eine Million mal kleiner als die Elektronmasse sind, und sie haben eine sehr kleine Wahrscheinlichkeit für die Wechselwirkung mit Materie. Sie wurden zuerst 1930 von Wolfgang Pauli als hypothetische Teilchen vorgeschlagen, um beim Beta Zerfall von radioaktiven Isotopen Energie und Impulserhaltung zu gewährleisten. Obwohl Pauli selbst sehr skeptisch bezüglich des Nachweises von Neutrinos im Experiment war, wurden sie dennoch 1956 von Reines und Cowan an einem Kernreaktor nachgewiesen. Dank des Einfallsreichtums und der harten Arbeit von mehreren Generationen von Experimentalphysikern ist es in den letzten Jahrzehnten gelungen, eine Fülle von Informationen über diese schwer fassbaren Teilchen zu bekommen. Dabei wurden nicht nur vom Menschen gemachte Neutrinoquellen wie Kernreaktoren und Beschleuniger benützt, sondern natürliche Quellen wie Sonne und Erdatmosphäre haben eine große Bedeutung erlangt. Dies gilt vor allem für die Entdeckung des quantenmechanischen Effekts der Neutrinooszillationen in Vakuum und Materie vor fast zwei Jahrzehnten. Diese Entdeckung war geradezu ein Musterbeispiel für die gegenseitige Befruchtung von experimenteller und theoretischer Physik. Zugleich haben diese Neutrinoexperimente neue Perspektiven der Zusammenarbeit von Teilchen und Kernphysik mit Astrophysik, Kosmologie und sogar Geophysik eröffnet. Es ist gut möglich, dass in Zukunft Neutrinoeigenschaften oder neue Neutrinospezies entdeckt werden, die sich nicht im Standardmodell der Teilchenphysik unterbringen lassen. Damit wären Neutrinos die ersten Botschafter für Physik jenseits des Standardmodells. In der EPS Konferenz 2015 werden die neuesten experimentellen Resultate der Neutrinophysik präsentiert werden und zwar von einer beeindruckenden Vielfalt von Experimenten, da Daten über Neutrinos von den verschiedensten Quellen gesammelt werden. Dementsprechenend reichen die Abstände zwischen Quelle und Detektor von wenigen hundert Metern oder Kilometern bei Reaktorneutrinos bis zu vielen Lichtjahren bei Neutrinos aus der kosmischen Strahlung. Manche dieser Experimente befinden sich an sehr ungewöhnlichen Orten wie in Untergrundlaboratorien unter kilometerdicken Felsschichten, am Meeresgrund oder am Südpol.

13 PRESSEINFORMATION EPS 2015/WIEN Zukünftige Beschleunigerprojekte Der LHC am CERN ist soeben mit neuer Rekordenergie in die zweite Versuchsperiode gestartet. Mit der Erwartung neue unbekannte Phänomene nachweisen zu können, warten die WissenschafterInnen der LHC Experimente bereits gespannt auf die Daten. Es liegen aufregende Jahre vor uns! Parallel zu dem laufenden LHC Programm, werden bereits zukünftige Projekte vorangetrieben bzw. Studien für neue Beschleuniger durchgeführt. Das Projekt, den LHC Beschleuniger auf höhere Intensitäten aufzurüsten, der High Luminosity LHC, ist bereits angelaufen. Zahlreiche neue Komponenten, wie z.b. neue supraleitende Magneten, müssen dafür in den nächsten Jahren entwickelt werden. Weitere Beschleuniger in anderen Labors weltweit werden ebenfalls verbessert, bzw. sind neu in Planung. Ein Beispiel ist die Erweiterung des Beschleunigerkomplexes im Fermilab (USA), mit dem Ziel, einen sehr leistungsstarken Beschleuniger für zukünftige Neutrinoexperiment zu bauen. Darüberhinaus denkt die weltweite Gemeinschaft der TeilchenphysikerInnen bereits über die nächste Generation von Beschleunigern nach. Das Projekt eines Linearbeschleunigers (ILC International Linear Collider ) wird zurzeit von der Japanischen Regierung geprüft. Ein positiver Ausgang könnte in einem Angebot Japans münden dieses Projekt in Japan zu realisieren. Die Arbeiten an dem Design eines Linearbeschleunigers mit noch höheren Energien (CLIC Compact Linear Collider ) macht ebenfalls sehr gute Fortschritte. Erst kürzlich wurde eine neue Studie für einen möglichen Protonen Ringbeschleuniger (FCC Future Circular Collider ) gestartet. Diese Studie soll die technische Machbarkeit eines Super LHC zeigen, der einen Tunnel mit etwa 100 km Umfang benötigt. In einem solchen Tunnel könnte eventuell als Vorgängermaschine ein Elektron Positron Collider installiert werden. Die oben angeführten durchwegs ambitiösen Beschleunigerprojekte benötigen nicht nur Fortschritte, sondern auch technologische Durchbrüche in mehreren Bereichen. Wie zum Beispiel Magnete mit neuen supraleitenden Materialen, eventuell sogar unter Verwendung von Hochtemperatur Supraleitern, und neue Beschleunigerstrukturen, die es erlauben sehr hohe Energien auf kurzen Strecken zu erzielen. Bei der Konferenz erwarten wir zahlreiche Präsentationen, die diese Fortschritte beschreiben.

14 PRESSEINFORMATION EPS 2015/WIEN Präzisionsexperimente Präzisionsexperimente bei niederen Energien stellen einen komplementären Zugang zu Experimenten bei höchsten Energien auf der Suche nach neuer Physik dar. Eine Eigenschaft präziser als jemals zuvor zu messen hat das Potential, Abweichungen von den Vorhersagen des Standardmodells der Teilchenphysik zu finden. Diese Experimente können auf Energieskalen empfindlich sein, die weitaus höher sind als die mit gegenwärtigen Beschleunigern erreichbaren. Beispiele für Präzisionsexperimente zum Test des Standardmodells sind solche die nach Verletzungen fundamentaler Symmetrien suchen. Elektrische Dipolmomente von Elementarteilchen verletzen die Zeitumkehrinvarianz und sind im Standardmodel extrem klein, dessen Erweiterungen wie z.b. die Supersymmetrie sagen jedoch sehr viel größere Werte voraus. Die Suche nach elektrischen Dipolmomenten des Neutrons und des Elektrons haben im Laufe von Jahrzehnten bereits viele supersymmetrische Modelle ausgeschlossen. Symmetrieerhaltungen sagen voraus, daß bei Veränderungen zu jeder Zeit und an jedem Ort Prozesse ein gleich bleibendes Erscheinungsbild bewahren. Die CPT Symmetrie ist im Standardmodell strikt erhalten. Sie sagt u.a. voraus, dass die Eigenschaften von Materie und Antimaterie entweder genau gleich oder genau entgegengesetzt sein müssen. Dies scheint im Gegensatz zu der beobachteten Abwesenheit von Antimaterie im Weltall zu stehen. Genaue Vergleiche der Eigenschaften von Teilchen und Antiteilchen können dazu beitragen, dieses Rätsel zu lösen. Eine Vielzahl von Aktivitäten besteht auch im Studium fundamentaler Wechselwirkungen, insbesondere der elektroschwachen Wechselwirkung. Präzisionsstudien des ß Zerfalls testen die Grundlagen unseres Verständnisses dieser Wechselwirkung. Die genauesten Voraussagen werden von der Quantenelektrodynamik (QED) gemacht, die durch die Bestimmung von Teilcheneigenschaften wie das magnetische Moment oder die Spektren von Atomen überprüft werden können.

15 PRESSEINFORMATION EPS 2015/WIEN 15 Preisverleihung des prestigeträchtigen Hochenergiephysik Preises der Europäischen Physikalischen Gesellschaft Der High Energy and Particle Physics Preis der Europäischen Physikalischen Gesellschaft geht in diesem Jahr an fünf theoretische Physiker, die mit ihren grundlegenden Arbeiten wesentlich zur Beschreibung der Struktur des Protons beigetragen haben. Die Preisträger sind James D. Bjorken (SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford, USA) für die Vorhersage, wie sich die Struktur des Protons bei verschiedenen Energieskalen verhält, und uns damit ein neues Verständnis für die starke Wechselwirkung gebracht hat und Guido Altarelli (University of Roma Tre, Rom, Italien und CERN, Genf, Schweiz), Yuri Dokshitzer (Laboratory of Theoretical and High Energy Physics, Paris, Frankreich und St. Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Russland), Lev N. Lipatov (National Research Center Kurchatov Institute, Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina, Russland) sowie Giorgio Parisi (University of Rome, La Sapienza, Rom, Italien) für die Entwicklung einer auf Wahrscheinlichkeiten basierenden feldtheoretischen Beschreibung der Dynamik von Quarks und Gluonen, die ein quantitatives Verständnis von hochenergetischen hadronischen Kollisionen ermöglicht. Die Preisverleihung findet bei einer Festveranstaltung im Rahmen der European Physical Society Conference on High Energy Physics (EPS HEP2015) am 27. Juli im Audi Max der Universität Wien statt. Ende der 50 er Jahre wurde bei der Suche nach einem tieferen Verständnis der Struktur der Materie klar, dass der Atomkern aus kleineren Bausteinen, Protonen und Neutronen, den sogenannten Nukleonen, besteht. Ausserdem wurde vorgeschlagen, dass diese Bausteine ebenfalls aus noch kleineren Bausteinen, den sogenannten Quarks, zusammengesetzt sind. Die Physiker hatten jedoch weder eine Vorstellung, wie sie diese kleinen Bausteine beobachten können, noch hatten sie eine Theorie, die ihr dynamisches Verhalten konsistent beschreiben konnte. Im Jahr 1968 studierte J.D. Bjorken die mathematischen Eigenschaften der Streuung von hochenergetischen Elektronen an Protonen, in einem Bereich, in dem die Protonen einen unendlich hohen Impuls besitzen. Dabei hat er herausgefunden, dass die Protonenstruktur unabhängig vom Energieübertrag des Elektrons ist, der Größe, die die Auflösungsskala des Prozesses bestimmt. Basierend auf dieser Eigenschaft, das sogenannte Skalenverhalten der Struktur des Protons, schlug er vor, dass das Elektron an einem punktförmigen Baustein des Protons streut, einem sogenannten Parton. Seine Erkenntnis wurde bald darauf experimentell bestätigt und diese Partonen stimmen mit den sogenannten Quarks überein, die bereits zuvor postuliert wurden. Diese Entdeckung führte schliesslich zur Entwicklung einer Quantenfeldtheorie der starken Wechselwirkung, der Quanten Chromo Dynamik (QCD). Aus diesem Partonmodell resultiert eine auf Wahrscheinlichkeiten basierende Impulsverteilung der Partonen (d.h. die Quarks und die für die Bindung zuständigen Gluonen) innerhalb des Protons.

16 PRESSEINFORMATION EPS 2015/WIEN 16 Kollisionen welche hochenergetische Protonen beinhalten, können durch Kollisionen von elementaren Partonen beschrieben werden. Eine konsistente Beschreibung durch das. Partonmodell im Rahmen der QCD Störungstheorie wurde 1977 von G. Altarelli und G. Parisi und, unabhängig davon, von Y. Dokshitzer erreicht, dessen Ergebnisse sich auf die Vorarbeiten von G.N. Gribov und L.N. Lipatov stützen. Auch wenn die Impulsverteilung innerhalb des Protons nicht vorhergesagt werden kann, erlauben diese Gleichungen, die sogenannten DGLAP Gleichungen, aufgrund von QCD Prozessen die Vorhersage der Impulsverteilung bei unterschiedlichen Auflösungsskalen. Zudem liefern diese Gleichungen, durch die Abstrahlung von Gluonen vor der eigentlichen Wechselwirkung, eine physikalische Erklärung für die logarithmische Abweichung von der von Bjorken vorhergesagten Skalenunabhängigkeit. Dieses durch die QCD verbesserte Partonmodell wurde vielfach mit höchster Präzision experimentell bestätigt und erlaubt exakte Vorhersagen von Wirkungsquerschnitten von Hadronkollisionen. Daher sind diese Gleichungen ein wichtiger Eckpfeiler für die Interpretation aller am Large Hadron Collider durchgeführten Messungen, sowohl bei der Produktion von bekannten Elementarteilchen, als auch bei der Produktion des 2012 entdeckten Higgs Bosons. Mehr Informationen finden Sie unter: hepp.web.cern.ch/eps hepp/

17 PRESSEINFORMATION EPS 2015/WIEN 17 Öffentlichkeitsprogramm rund um die Konferenz Parallel zu dem reichhaltigen Wissenschaftlichen Programm wird es während der Konferenz mehrere Ausstellungen geben, die sich unter anderem mit dem Thema Kunst und Wissenschaft beschäftigen. Des Weiteren wird ein reichhaltiges Öffentlichkeitsprogramm angeboten werden; Höhepunkt ist die Präsentation des Filmes Particle Fever mit anschließender Diskussion. PHYSIK TRIFFT KUNST Ausstellung im Zuge der EPS HEP2015 ist eine Bildungs und Öffentlichkeitsarbeits Initiative des CMS Experiements am Large Hadron Collider (LHC). Diese Initiative wurde von Michael Hoch, CERN Physiker und Künstler, ins Leben gerufen. Michael Hoch wird bei der Konferenz anwesend sein. Der CMS Detektor ist nicht nur ein beeindruckendes wissenschaftliches Instrument; er ist auch ein Kunstwerk. Er ist 15 Meter hoch, wiegt Tonnen und durch das Zusammenspielen Tausenden Kabeln und Einzelkomponenten, ist er imstande, die kleinsten Teilchen im Bruchteil einer Sekunde zu erfassen. Diese prächtige Maschine ist der Kern dieses Kunst und Wissenschaftsprojektes und inspiriert KünstlerInnen aus aller Welt. Bei der Ausstellung im Zuge der EPS HEP2015 Konferenz im Hauptgebäude der Universität Wien hat die breite Öffentlichkeit vom 22. Juli bis 29. Juli 2015 die Chance einige dieser Kunstobjekte, unter anderem von österreichischen Künstlern, zu sehen. Die Kollektion wurde in Zusammenarbeit internationalen Künstlern mit CMS Physikern kreiert. Die KünstlerInnen dieser Ausstellung zeigen digitale Kunst, Skulputen, Collagen und Malerei.... Ausstellung passionate about im Zuge der EPS HEP Bree Corn, die Künstlerin dieses Projekts arbeitet als Fotografin, Künstlerin und Trainerin und wird bei der Konferenz anwesend sein. Zu leicht fügen wir uns in Systeme und gesellschaftliche Erwartungen. Schnell verlieren wir persönliche Interessen und Ziele aus den Augen. Dennoch: manche Menschen folgen unbeirrbar ihren Interessen. Sie überwinden Grenzen, beschreiten neue Wege und inspirieren viele Menschen. In dem Projekt "Passionate About gibt die Künstlerin Bree Corn Einblick in Gedanken, Motivation und Energie von Wissenschaftern, Künstlern und Musikern, welche ihre Passion zur Profession gemacht haben. Anlässlich der EPS HEP portraitierte Corn namhafte und inspirierende Persönlichkeiten der Teilchenphysik. Sie teilen offen ihre Erfahrungen, Ratschläge und Expertenmeinungen in diesem Projekt. Lassen Sie sich inspirieren!...

18 PRESSEINFORMATION EPS 2015/WIEN 18 Ausstellung Women in physics in the Palestinian Territories im Zuge der EPS HEP ein Fotoessay von Kate Shaw (CERN, Genf and ICTP, Triest) und Jack Owen. Ziel dieser Ausstellung ist es, die aktuelle Beteiligung von Frauen in der Physik (in der Regel unterschätzt), sowie die Bemühungen der neuen Generation von Frauen aus Ländern der Dritten Welt um eine Chance in der Wissenschaft, zu zeigen. Die junge Wissenschafterin, Dr. Kate Shaw, vom CERN und ICTP, wird bei der Konferenz anwesend sein. Am Sonntag, den 26. Juli um Uhr findet in Anwesenheit der KünstlerInnen die offizielle Eröffnung der Ausstellungen passionate about und Women in physics in the Palestinian Territories statt.... Ausstellung Spurensuche Die Bausteine des Universums im Zuge der EPS HEP Bei dieser Ausstellung wir Teilchenphysik einfach, spannend und anschaulich für Jung & Alt dargestellt. Spurensuche konfrontiert das Publikum mit den großen Fragen der modernen Physik. Sie gibt hochaktuelle Antworten auf Fragen wie: Was geschah beim Urknall? Was versteht man unter dem Higgs Mechanisums? Was sind die Urkräfte des Universums? Und wie kann der größte Teilchenbeschleuniger der Welt diese Fragen beantworten? Die Ausstellung findet vom Juli 2015 in der AULA im Universitätscampus Altes AKH statt. Die Besucher können das weltweit größte wissenschaftliche Experiment erfoschen und entdecken und erfahren, wie Grundlagenforschung die Welt verändert. Bei der Erkundung steht ein Team von ExplainerInnen zur Seite, das für Fragen und Antworten zur Verfügung steht. Am 23. Juli und 26. Juli haben Interessierte die Gelegenheit von 19:30 bis 21:00 Uhr in der AULA im Alten AKH mit TeilchenphysikerInnen außerhalb des traditionellen akademischen Kontextes zu plaudern. Am 23., 26. und 30. Juli finden in der Alten Kapelle des Universitätscampus Altes AKH um jeweils 18:30 Uhr Vorträge über Quarks, Higgs und die Struktur des Vakuums, LHC die größte Maschine der Welt und Physik trifft Medizin statt.... Filmvorführung Particle Fever im Zuge der EPS HEP Das Publikum hat die Möglichkeit in vorderster Front bei einem für die Teilchenphysik bedeutsamsten wissenschaftlichen Durchbruch dabei zu sein. Particle Fever folgt sechs Wissenschaftern von der Inbetriebnahme größten Experiments der Weltgeschichte bis zur Entdeckung des Higgs Bosons. Der Dokumentarfilm wurde von dem Physiker David Kaplan gemeinsam mit dem Oscar prämierten Filmredateur Walter Murch (Der Pate I III, Apocalypse Now)

19 PRESSEINFORMATION EPS 2015/WIEN 19 produziert. Die Filmvorführung findet am Samstag, dem 25. Juli im Universitätscampus Altes AKH im Hof 2 als Open Air Veranstaltung statt. David Kaplan, Produzent und Physiker und Fabiola Gianotti, die designierte CERN Generaldirektorin werden anwesend sein. Beide sind auch Protagonisten in dem Dokumentarfilm. Im Anschluss an die Vorführung stehen sie für Diskussionen und Fragen zur Verfügung.... Mehr Informationen finden Sie unter: hep2015.eu/public events

20 PRESSEINFORMATION EPS 2015/WIEN 20 Sprecher und wissenschaftliche Tagungsleitung Fabiola Gianotti designierte CERN Generaldirektorin. Sie ist eine italienische Teilchenphysikerin, ehemalige Spokesperson des ATLAS Experiments am Large Hadron Collider (LHC) am CERN. Sie wurde zur nächsten (und ersten weiblichen) Generaldirektorin des CERN gewählt. Sie tritt am 1. Januar 2016 die Nachfolge Heuers an. Sie wurde ausgezeichnet mit dem Grande Ufficiale dell ordine al merito della Repubblica vom italienischen Präsidenten Giorgio Napolitano. Sie erhielt den hochdotierten Special Fundamental Physics Prize of the Milner Foundation (2012), den Enrico Fermi Prize of the Italian Physical Society (2013) und die Ehrenmedaille des Nils Bohr Instituts von Kopenhagen (2013). Sie war im Forbes Magazin gelistet und den Top 100 einflussreichsten Frauen (USA 2013). Sie wird bei der EPS HEP2015 den Abschlussvortrag halten. Outlook: physics prospects at high energy colliders. Mittwoch, 29 Juli, 17:00h. Rolf Dieter Heuer CERN Generaldirektor. Einen Großteil seiner Karriere hat Rolf Heuer dem Bau und dem Betrieb von grossen Detektoren zum Studium von Elektron Positron Kollisionen gewidmet. Im Jahr 1984 begann am LEP (Large Electron Positron Collider), dem ersten grossen Beschleuniger des CERN, zu arbeiten wurde er Direktor der Abteilung für Teilchen und Astroteilchenphysik des Deutschen Teilchenphysiklabor DESY (Deutsches Elektronen Synchrotron). Dort war er verantwortlich für die Forschung am HERA Beschleuniger, für die Beteiligung des DESY am LHC und für die Studien an zukünftigen Beschleunigern. Im Rahmen der EPS Konferens wird Rolf Heuer am Samstag, den 25. Juli, um 19:40h, einen öffentlichen Abendvortrag mit dem Titel 60 Jahre Grundlagenforschung am CERN: Das Higgs Boson und das frühe Universum geben. Thomas Lohse Vorsitzender des Internationalen Organisationskomitees. Thomas Lohse studierte an der Universität Dortmund, wo er 1985 promovierte und sich 1992 habilitierte. In den Jahren 1980 bis 1994 forschte er am CERN, an der Stanford University und am MPI für Kernphysik in Heidelberg. Seit 1994 ist er ordentlicher Professor für Experimentalphysik an der Humboldt Universität zu Berlin. Seine derzeitigen Forschungsschwerpunkte sind die Teilchenphysik am Large Hadron Collider und die Astroteilchenphysik mit hochenergetischer Gammastrahlung. Er ist Vorsitzender der Teichenphysik Division der Europäischen Physikalischen Gesellschaft und des internationalen Organisationskomitees der EPS HEP Konferenz. Jochen Schieck Vorsitzender des lokalen Organisationskomitees. Jochen Schieck studierte Physik an der Universität Heidelberg. Nach einem Forschungsaufenthalt an der University of Maryland, USA, setzte er seine wissenschaftliche Karriere am Max Planck Institut für Physik in München fort. Von 2010 bis 2013 war er Professor an der Ludwig Maximilians Universität München, wo er eine Arbeitsgruppe für Experimentelle Teilchenphysik am Excellence Cluster Universe leitete. Seit Oktober 2013 ist Jochen Schieck Direktor des Instituts für Hochenergiephysik der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und seit April 2014 ordentlicher Professor an der Technischen Universität Wien. Jochen Schieck ist Mitglied großer internationaler Kollaborationen wie Belle II am

21 PRESSEINFORMATION EPS 2015/WIEN 21 KEK, dem japanischen Forschungszentrum für Teilchenphysik, der CMS Kollaboration am CERN, der Europäischen Organisation für Kernforschung und der CRESST Kollaboration am Gran Sasso Labor in Italien. Sein besonderes Forschungsinteresse gilt der so genannten Dunklen Materie gelten, Bausteine des Universums, die nach aktuellen Erkenntnissen fünf mal häufiger als die uns bekannte Materie vorhanden ist. Mehr Informationen finden Sie unter: hep2015.eu/ hepp.web.cern.ch/eps hepp/ Eine Liste mit weiteren Ansprechpartnern und Experten, die während der EPS Konferenz in Wien anwesend sein werden, wird Anfang Juli zur Verfügung stehen.

22 PRESSEINFORMATION EPS 2015/WIEN 22 Kontakt: Univ. Prof. Dr. Jochen Schieck Institut für Hochenergiephysik der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und Technische Universität Wien Nikolsforfer Gasse Wien Tel: E Mail: Web: Dipl. Soz. Sven Hartwig Österreichische Akademie der Wissenschaften Büro für Öffentlichkeitsarbeit Dr. Ignaz Seipel Platz Wien Tel: E Mail: Web: Dr. Florian Aigner Technische Universität Wien Büro für Öffentlichkeitsarbeit Operngasse 11/E Wien Tel: E Mail: Web:

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