Präzisionsmessungen im Flavor-Sektor - Ausbau und Betrieb des LHCb-Experiments

Abstract

Das Projekt ist Teil des Forschungsverbundes Run 3 von LHCb am LHC und fokussiert sich auf: Präzisionsmessungen im Flavor-Sektor sowie den Ausbau und Betrieb des LHCb-Experiments für Run 3 (Start 2022). Die Universität Heidelberg ist mit zwei Arbeitsgruppen am LHCb-Experiment beteiligt. Zwischen beiden Arbeitsgruppen, die in einem gemeinsamen BMBF-Projekt gefördert werden, besteht eine enge Zusammenarbeit. Das LHCb-Experiment hat von 2010-2018 in zwei Datennahmeperioden (Run 1 und Run 2) insgesamt 9 fb−1 aufgezeichnet. Der Berichtszeitraum von Juli 2021 bis Juni 2024 überlappte mit dem Ende der als Long Shutdown 2 (LS2) bezeichnete Periode, in der das LHCb-Experiment auf die nächste Datennahmeperiode (Run 3, Start April 2022) vorbereitet wurde und dem Zeitraum der Inbetriebnahme und der ersten Datennahme des ausgebauten LHCb-Detektors, dem sogenannten LHCb-Upgrade-I-Detektor, in Run 3. In Run 3 wird das LHCb-Experiment mit einer Ausleserate von 40 MHz und einer fünffachen instantanen Luminosität im Vergleich zu Run 2 betrieben. Die beiden Heidelberger Gruppen haben im Berichtszeitraum mit ihren Arbeiten zum erfolgreichen Start des LHCb-Upgrade-I-Detektors und der Datenauswertung der Run 1 und Run 2 sowie der ersten Run 3 Daten beigetragen. Die deutschen Gruppen waren federführend am Bau des neuen Spurdetektors, der aus szintillierenden Fasern besteht, beteiligt. Die Heidelberger Gruppe stellte während der Bau- und der Inbetriebnahmephase den SciFi-Projektleiter (U. Uwer) und aktuell den stellvertretenden SciFi-Projektleiter (B. Leverington). In enger Zusammenarbeit mit den deutschen Verbundpartnern war die Heidelberg Gruppe an der Installation und der Inbetriebnahme des neuen Spurdetektors beteiligt und trägt signifikant zu KalIration, Alignment und Betrieb des Detektors bei. Des Weiteren ist die Heidelberger Arbeitsgruppe maßgeblich an der Entwicklung der Spurrekonstruktionssoftware für den Trigger für Run 3 zuständig und stellte von 2019-2022 die stellvertretende Projektleiterin (S. Hansmann Menzemer) und seit 2023 den Projektleiter des Trigger-Projekts (Michel De Cian). Die Heidelberger Gruppen habenmiteiner Vielzahl verschiedener Messungen signifikant zur Auswertung und physikalischen Interpretation der Run 1 und 2 Daten des LHCb-Experiments beigetragen und sie sind auch führend an den ersten Physikanalysen mit Run 3 Daten beteiligt. Schwerpunkt der Heidelberger Arbeiten im Berichtszeitraum waren die Untersuchung sogenannter Pinguin-Zerfälle, die Untersuchung von CP-Verletzung im B0 s-System und Analysen im Bereich der Charmphysik. Weitere Analysegebiete waren seltenen Bottom- und Charm-Zerfälle und Hadronenspektroskopie.