GRK 2796:  Teilchendetektoren für zukünftige Experimente - Vom Konzept bis zum Betrieb

• Fachliche Zuordnung: Teilchen, Kerne und Felder
• Förderung: Förderung seit 2022
• Webseite: Zur Homepage
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 460377837

Der jüngste Paradigmenwechsel in der Teilchenphysik impliziert, dass die experimentellen Anstrengungen zur Suche nach neuer Physik erheblich ausgeweitet und auch auf kleinere Experimente ausgedehnt werden müssen. Eine entscheidende Fähigkeit zukünftiger Experimentalphysiker ist es daher, neue Experimente zu entwerfen und ein Projekt von der Entwicklungsphase bis zur eigentlichen Datenerfassung zu steuern. Mit dem Graduiertenkolleg "Teilchendetektoren für zukünftige Experimente - vom Konzept bis zum Betrieb" wollen wir eine neue Generation von Experimentalphysikern und Experimentalphysikerinnen ausbilden, die nicht nur Experten für eine bestimmte Technologie sind, sondern auch über eine breite Erfahrung in verschiedenen Bereichen der Detektorphysik verfügen. Die Universität Mainz ist weltweit bekannt für ihre führende Rolle bei einer Vielzahl von Experimenten in der Grundlagenforschung, z.B. ATLAS, IceCube, JUNO, Mu3e oder XENON. Das Exzellenzcluster PRISMA+ ermöglicht den Entwurf und den Bau neuer Detektorkomponenten für zahlreiche zukünftige Experimente wie MAGIX, P2 oder DARWIN. Insbesondere gasbasierte Mikrostrukturdetektoren, Szintillatoren und Kalorimetersysteme sowie FPGA-basierte Trigger- und Auslesesysteme werden in Mainz entwickelt und gebaut und sind integraler Bestandteil verschiedener laufender Experimente. Diese große Vielfalt an Detektorentwicklungen wird durch das PRISMA Detektorlabor und die lokal vorhandene Infrastruktur ermöglicht. Hier ist als besonderer Erfolg der Technologietransfer zwischen den verschiedenen Experimenten zu nennen. Diese Philosophie des Technologietransfers wird ein Leitgedanke des Graduiertenkollegs sein. Wir schlagen daher ein Qualifizierungskonzept des Graduiertenkollegs vor, welches auf ein Gleichgewicht zwischen der Forschung und dem Ausbildungskonzept abzielt. Dieses Konzept stützt sich auf vier verschiedene Säulen, die im Laufe eines dreijährigen Doktorandenprogramms abgeschlossen werden. Die innovativste Säule ist eine neuartige Projektarbeit, bei der alle Doktoranden und Doktorandinnen in kleinen, unabhängigen Forschungsteams arbeiten, um ihr eigenes Experiment am MAMI-Beschleuniger aufzubauen. Die zweite Säule ist ein spezielles Workshop-Programm zu modernen Detektortechnologien. Eine Sommerschule mit speziellen Theorievorlesungen für Experimentalphysiker sowie ein langfristiger Forschungsaufenthalt an einer ausländischen Forschungseinrichtung bilden die dritte und vierte Säule des Graduiertenkollegs. Dieser vierstufige Ansatz erlaubt die Ausbildung einer neuen Generation von experimentellen Teilchenphysikern und Teilchenphysikerinnen, die nicht nur Spezialisten auf ihrem eigenen Forschungsgebiet sind, sondern Generalisten, die über grundlegende Fähigkeiten in vielen Aspekten moderner Detektortechnologien verfügen.

• DFG-Verfahren: Graduiertenkollegs
• Antragstellende Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
• Sprecher: Professor Dr. Michael Wurm, seit 9/2023
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professor Dr. Niklaus Berger; Professor Dr. Sebastian Böser; Professor Dr. Volker Büscher; Professor Dr. Achim Denig; Professorin Dr. Lucia Masetti; Professor Dr. Uwe Oberlack; Professor Dr. Dieter Ries; Dr. Kristof Schmieden; Professorin Dr. Concettina Sfienti; Professor Dr. Stefan Tapprogge