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Willkommen auf der Website der Astroteilchenphysik-Gruppen der TU Dortmund! Der Schwerpunkt unserer Forschungsinteressen liegt auf dem Gebiet der Multi-Messenger- und Astroteilchenphysik. Um Teilchen und Wellen, die aus dem Kosmos auf die Erde gelangen, zu untersuchen, entwickeln und verwenden wir moderne Detektoren, fortschrittliche Simulations- und Analysemethoden, einschließlich maschinellen Lernens. Unser Ziel ist es, die Methoden der Informatik mit dem Ziel voranzutreiben, kosmische Beschleuniger und andere Hochenergiephänomene zu identifizieren und zu charakterisieren.


Neutrinoastronomie


Neutrinos

Außer Licht und elektromagnetischer Strahlung erreichen auch Neutrinos als leichte Botenteilchen aus astrophysikalischen Quellen die Erde. Sie werden z.B. als Produkt von Kollisionen von Atomkernen gebildet und berichten so von physikalischen Vorgängen die ansonsten unsichtbar blieben. Weil die Neutrinos nur selten wechselwirken, werden sehr große Detektoren zu ihrem Nachweis benötigt. Wir sind an Messungen mit dem kubikkilometer-großen IceCube-Teleskop am Südpol und dessen weiterem Ausbau beteiligt.

Gammaastronomie


Gamma

Hochenergetische Gammastrahlung von extremen Objekten, wie Supernova-Resten in unserer Milch- straße und supermassiven Schwarzen Löchern in den Zentren anderer Galaxien, bietet einen einzigartigen Blick in das Universum. Unser Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung neuer Analysemethoden maschinellen Lernens, der Verbesserung der Simulationen, der Echtzeitanalyse und der Bereitstellung transparenter und reproduzierbarer Ergebnisse.

Radioastronomie


Radio Antennen

Die Radioastronomie liefert Informationen über astrophysikalische Quellen im niederenergetischen Bereich des elektromagnetischen Spektrums. In Dortmund analysieren wir Daten aus dem Very Long Baseline Array (VLBA) und dem Low-Frequency Array (LOFAR), um mehr über die Morphologien und Beschleunigungsmechanismen von kosmischen Beschleunigern wie aktiven galaktischen Kernen zu erfahren.

Teilcheninteraktion & Propagation


Propagation

Um mit den exotischen Teleskopen hochpräzise Messungen durchzuführen, muss auch die Spur aller Botenteilchen durch den Kosmos bis in den Detektor sehr genau berechnet werden. Wir verbessern daher die theoretischen Berechnungen der Wechselwirkungs-Wahrscheinlichkeiten von Leptonen (leichten Elementarteilchen). Wir arbeiten weiter daran, alle solchen Spuren in der Computersimulation durch Verbesserung der Programme CORSIKA und PROPOSAL immer genauer zu beschreiben.

Methodenentwicklung


Invers

Für präzise physikalische Messungen ist die Entwicklung neuartiger Analysetechniken und -konzepte ebenso wichtig wie die Entwicklung neuer Detektionsmechanismen. Die Methodenentwicklung bei E5b konzentriert sich weitgehend auf maschinelles Lernen und Mustererkennung und geht über die Anwendung neuer Werkzeuge hinaus. Die Forschungsgebiete umfassen die Signal-Untergrund-Trennung mit maschinellen Lerntechniken, die Entwicklung von DNN-basierten Rekonstruktionsverfahren und die Lösung inverser Probleme.

Dunkle Materie


Bullet Cluster

Obwohl knapp 25% unseres Universums aus Dunkler Materie bestehen, ist bis jetzt kaum etwas über ihre genaue Natur und teilchenphysikalischen Eigenschaften bekannt. In der Dortmunder Arbeitsgruppe konzentrieren wir uns auf indirekte Suchen nach der dunklen Materie mit Gammastrahlen- und Neutrinoteleskopen. Dabei widmen wir uns auch phänomenologischen Fragen wie konkurrierenden astrophysikalischen Untergründen und der Interpretation von Simulationen.



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Kontakt

Lehrstuhl für
Experimentelle Physik Vb

Otto-Hahn-Str. 4a
44227 Dortmund
(Anfahrtsbeschreibung)

Tel.: (+49) 231 755-3539
Fax: (+49) 231 755-4547