7. März 2024

Foto: DESY

DESY Wissenschaftlerin Kerstin Tackmann.

Die internationale ATLAS-Kollaboration am CERN hat kürzlich Kerstin Tackmann, Leitende Wissenschaftlerin bei DESY, Professorin an der Universität Hamburg und Leitende Wissenschaftlerin im Exzellenzcluster Quantum Universe, zur nächsten Physik-Koordinatorin gewählt. Die Physik-Koordination ist eine zentral wichtige Aufgabe in der Kollaboration und DESY ist eins der wenigen Institute, an die der Posten bereits zum zweiten Mal vergeben wird: DESYaner Klaus Mönig war von Oktober 2018 bis September 2020 Physik-Koordinator.

Das ATLAS-Experiment am CERN bei Genf ist das derzeit größte Experiment in der Teilchenphysik und nimmt Daten von Ereignissen auf, die bei Protonen-Kollisionen am Large Hadron Collider (LHC) entstehen. Hierbei werden die grundlegenden Bestandteile der Materie untersucht. Die Kollaboration mit etwa 3000 Mitgliedern von 182 Instituten in 42 Ländern hat viele Aufgaben: Das Experiment mit vielen Sub-Detektoren muss betrieben und manchmal auch modernisiert werden, und die extrem komplexen und großen Datenmengen müssen analysiert werden.  

ATLAS ist ein sogenanntes Vielzweck-Experiment; das heißt, dass viele verschiedene Fragen der Teilchenphysik gleichzeitig beleuchtet werden. Dafür hat die Kollaboration 16 Arbeitsgruppen, die die Daten für die weiterführenden Analysen aufbereiten und anschließend analysieren. Diese Analysegruppen decken eine große Bandbreite der Hochenergie-Physik ab, von präzisen Messungen bekannter Prozesse bis hin zu Suchen nach neuen Phänomenen jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik. Das Standardmodell ist die grundlegende Theorie, die sehr erfolgreich die bisherigen Ergebnisse der Experimente beschreibt. Das letzte gefundene Bauteil war das Higgs-Teilchen, das 2012 unter anderem vom ATLAS-Experiment entdeckt worden ist und auch weiterhin in Analysegruppen im Detail untersucht wird. Allerdings gibt es Phänomene im Universum, die wir beabachten, aber nicht mit dem Standardmodell erklären können – die Erklärungen für diese Beobachtungen müssen außerhalb der gängigen Theorie liegen. Im Moment arbeitet die Kollaboration gleichzeitig an etwa 450 verschiedenen Physik-Analysen.

Die Arbeit der verschiedenen Gruppen muss untereinander und mit anderen Bereichen des Experiments koordiniert werden. Dabei muss darauf geachtet werden, dass die Kollaboration wichtige und gute wissenschaftliche Ergebnisse liefert. Außerdem muss man dafür sorgen, dass die Daten kalibriert und die Kalibrationen verstanden sind, dass gemeinsame Werkzeuge zur Datenanalyse zu Verfügung stehen und dass zur Analyse benötigte Datensätze mit simulierten Daten bereitgestellt werden. Diese Aufgaben wird in Zukunft Kerstin Tackmann übernehmen. Von Oktober 2024 wird sie zunächst für ein Jahr als Stellvertreterin fungieren, bevor sie im Oktober 2025 Physik-Koordinatorin wird.  

„Für das ATLAS-Experiment sind die kommenden Jahre besonders spannend“, sagt Tackmann. „Im Jahr 2022 hat eine weitere Phase (Run3) der Datennahme begonnen, die noch bis Ende 2025 läuft. Diese Daten, deren Analyse noch über viele Jahre andauern wird,  wird ATLAS in unerforschte Gebiete führen - auf der Suche nach neuen Prozessen und Teilchen, die unser Verständnis von den elementaren Bausteinen der Materie verändern könnten.“ Danach steht ein Upgrade des Experiments an, an dem bereits jetzt auf Hochtouren gearbeitet wird, unter anderem in der Detector Assembly Facility bei DESY.