GRK 1039:  Entwicklung und Anwendung der intelligenten Detektoren

• Fachliche Zuordnung: Teilchen, Kerne und Felder
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 374897

Das Graduiertenkolleg befasst sich mit der Entwicklung und Anwendung von Detektoren für zukünftige Experimente in der Kern- und Teilchenphysik. Sowohl die Beobachtung einzelner, extrem seltener Teilchen als auch die gleichzeitige Messung einer Vielzahl von Teilchen erfordern ausgefeilte Detektorkonzepte. Neben dem eigentlichen Detektor gehören dazu auch die Elektronik zur Signalverarbeitung und Detektorsteuerung sowie Software zur Datenanalyse und Kontrolle des Detektors. Die in den Experimenten auftretenden hohen Datenraten führen zu Datenmengen, die mit der gegenwärtigen Computertechnologie nur schwer handhabbar sind. Daher müssen einerseits Verfahren zur Datenreduktion möglichst schon in der Detektorelektronik implementiert sein und andererseits Computersysteme entwickelt werden, die eine zuverlässige und schnelle Verarbeitung der gesammelten Daten gewährleisten können.
Alle zuvor genannten Aspekte dieser intelligenten Detektorsysteme werden durch die Projekte der einzelnen Doktoranden abgedeckt und erfordern ein hohes Maß an Interdisziplinarität. Sie umfassen das Detektordesign für zukünftige Experimente am LHC des CERN (ALICE, ATLAS, LHCb), den zukünftigen Linearbeschleuniger ILC und insbesondere auch für das FAIR-Zukunftsprojekt der GSI (CBM). Darüber hinaus wird an der Verbesserung existierender Systeme gearbeitet, wie z.B. an dem Trigger für das H1-Experiment am DESY. Die Auswahl interessanter Ereignisse im Experiment und das Auffinden bestimmter komplexer Signaturen in den Daten ist ein Schwerpunkt der Elektronikentwicklung. Dabei werden sowohl moderne programmierbare Logikbausteine (FPGAs) als auch vollständig selbst entwickelte Chips (ASICs) eingesetzt. Des Weiteren werden Systeme untersucht, mit denen sich koordinierte Datenanalysen an verschiedenen Standorten (GRID) durchführen lassen.
Das Kolleg bringt Studenten der deutschen Standorte Heidelberg und Mannheim mit Studenten aus Bergen und Oslo in Norwegen zusammen. Um die gemeinsame Arbeit an bestimmten Projekten zu fördern und den Austausch von Ideen zu erleichtern, werden Seminare und sogenannte Frühlings- und Herbstschulen angeboten. Diese erleichtern allerdings nicht nur den Kontakt, sondern sollen auch das notwendige Spezialwissen vermitteln, welches nicht Bestandteil der üblichen Kursvorlesungen in Physik oder Informatik ist.

• DFG-Verfahren: Internationale Graduiertenkollegs
• Internationaler Bezug: Norwegen
• Antragstellende Institution: Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg
• IGK-Partnerinstitution: Universitetet i Bergen; Universitetet i Oslo (UiO)
• Sprecher: Professor Dr. Norbert Herrmann
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professor Dr. Udo Kebschull; Professor Dr. Volker Lindenstruth; Professor Dr. Karlheinz Meier (†); Professor Dr. Hans-Christian Schultz-Coulon; Professorin Dr. Johanna Stachel; Professor Dr. Ulrich Uwer
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Dr. Gerald Eigen; Professor Dr. Haavard Helstrup; Professorin Dr. Anna Lipniacka; Professor Dr. Joachim Nystrand; Professor Dr. Bernhard Skaali; Professor Dr. Steinar Stapnes; Professor Dr. Bjarne Stugu; Professor Dr. Bengt Gunnar Svensson; Professor Dr. Trine Tveter; Professor Dr. Kjetil Ullaland
• Sprecher (IGK-Partner): Professor Dr. Dieter Roehrich