Das BESIII-Experiment befindet sich am BEPCII-Elektron-Positron-Collider in Peking. Es nimmt nimmt seit 2008 Daten in der Charmonium-Massenregion bei Schwerpunktsenergien bis zu 4.6 GeV auf. Dabei wurden neben dem weltweit größten Datensatz mit mehr als 5 Mrd. Ereignisse bei der J/ψ-Resonanz weitere Hochstatistik-Datensätze bei schwereren Vektor-Resonanzen in direkter Elektron-Postitron-Annihilation aufgezeichnet.
Der BESIII-Detektor verfügt über moderne Detektor-Subsysteme zur präzisen Spurrekonstruktion geladener Teilchen sowie deren Identifikation und dem Nachweis von Photonen. Seine guten Instrumentierungs-Eigenschaften in Verbindung mit der nahezu vollständigen Abdeckung des Raumwinkels bieten hervorragende Möglichkeiten für die Spektroskopie hadronischer Resonanzen. Neben der spektroskopischen Untersuchung neuer und auch exotischer Hadronen untersucht das Experiment schwache und seltene Zerfälle von D-Mesonen sowie Zerfälle von tau-Leptonen.
Insgesamt arbeiten an dem Experiment mehr als 400 Wissenschaftler aus über 65 Instituten in 14 Ländern mit. Unsere Arbeitsgruppe ist eines der Gründungsmitglieder des BESIII-Kollaboration. Wir sind vor allem an der Spektroskopie leichter Hadronen interessiert.
Derzeit fokussieren sich unsere Analyse-Aktivitäten auf die Identifizierung vorhergesagter exotischer Resonanzen, welche ausschließlich aus Gluonen bestehen. Durch das Verständnis dieser Glueballs können wir neue Einblicke in die Bindung von Quarks und Gluonen zu Hadronen durch die starke Wechselwirkung gewinnen. Dies zielt letztlich auf das Verständnis fundamentaler aber bisher noch unzureichend verstandener Phänomene ab, wie das Confinement der Quarks in Hadronen oder der Generierung der Masse von Hadronen.
Als eine geeignete Quelle für die Erzeugung von Glueballs gelten J/psi Zerfälle in leichte Hadronen, da diese über gluon-reiche Prozesse erfolgen. Mögliche Kandidaten für Glueballs wurden in solchen Prozessen bereits beobachtet. Für eine eindeutige Identifizierung dieser Kandidaten als Glueball, ist es wichtig ihre Produktions- und Zerfalleigenschaften zu verstehen. Komplementär zu gluon-reichen Prozessen untersuchen wir daher ebenfalls die Produktion leichter hadronischer Resonanzen in Zwei-Photon-Prozessen. Durch den Vergleich der beobachteten Produktionsraten in beiden Prozessen tragen wir wichtige Informationen bei, die in Verbindung mit theoretischen Rechnungen zum Aufschluss über die Natur der beobachteten Glueball-Kandidaten beitragen.
Um unsere Forschungsziele zu erreichen, engagieren wir uns unter anderem bei der Datennahme und Datenauswertung. Die angefallene Datenmenge von mehreren TB wird am Rechenzentrum in Peking vorgehalten und mittels C++-basierten Algorithmen auf dem dortigen Rechner-Cluster mit mehr als 10,000 modernen CPU-Cores einer ersten Vorselektion unterzogen. Die reduzierte Datenmenge kann sodann auf dem institutseigenen Cluster weiter verarbeitet werden. Einer hohen Bedeutung kommt dabei der Identifizierung und Vermessung möglicher Zwischenresonanzen im untersuchten Zerfallsprozess mittels Partialwellen-Analysen zu.
Unsere Forschungsaktivitäten werden durch die DFG gefördert, was eine enge Vernetzung mit Forschungseinrichtungen in Deutschland und auf internationaler Ebene ermöglicht. Detaillierte Informationen dazu befinden sich auf den Seiten zur Forschergruppe DFG2359🇬🇧 und zum SFB Transregio 110.
Zur Datenauswertung bieten wir fortwährend Themen für Bachelor- und Masterarbeiten an. Diese bieten neben der Arbeit an aktuellen Fragestellungen in der Hadronenphysik an einem laufenden Experiment die Möglichkeit Erfahrungen in der modernen Datenverarbeitung sowie der Team-Arbeit im Umfeld einer internationalen Kollaboration zu sammeln.
Der BESIII Detektor