Dunkle Materie

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Arnd Meyer

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Ein nach wie vor ungelöstes Problem der Physik stellt die Dunkle Materie dar. Ihre Existenz wird aufgrund verschiedener Beobachtungen über Gravitationswechselwirkungen als bewiesen angesehen, ihre teichenphysikalische Natur ist allerdings rätselhaft. Dabei bestehen knapp 27% der Energiedichte unseres Universums aus ihr, während die Materie, wie wir sie kennen, lediglich 5% ausmacht.

Viele Modelle der theoretischen Physik sagen voraus, dass Dunkle Materie, so sie denn eine Teilchennatur hat, leicht genug sind, um in Proton-Proton-Kollisionen am LHC paarweise erzeugt zu werden. Ihre Entdeckung ist indirekt möglich, indem abgestrahlte zusätzliche Teilchen, wie zum Beispiel W- oder Z-Bosonen, nachgewiesen werden. Unser Ziel ist es, diese Modelle anhand der mit dem CMS Detektor gewonnenen Daten zu verifizieren oder zu wiederlegen.

Konkret beschäftigen wir uns bei der Suche nach Kandidaten für Dunkle Materie in Ereignissen, bei denen entweder ein zusätzliches Z-Boson abgestrahlt wird, das in zwei geladene Leptonen zerfällt (A. Meyer, A. Albert et al.), oder bei denen ein W-Boson auftritt, welches in ein geladenes Lepton und ein Neutrino zerfällt (K. Hoepfner et al.).

Weitere Informationen: CMS-EXO-16-052, CMS-EXO-16-038, CMS-EXO-16-010, CMS-EXO-12-060, CMS-EXO-12-054