Elisabeth Walter beim Jufo Bundeswettbewerb 2018

„In meinem Projekt habe ich nach neuen Elementarteilchen, den sogenannten schweren Neutrinos, gesucht, die das Standardmodell der Teilchenphysik erweitern könnten. Dazu habe ich über die Projektwochen des Netzwerks Teilchenwelt an einem CERN-Experiment arbeiten dürfen, welches seltene Kaonzerfälle analysiert. Mein Ziel war es, zu untersuchen, ob der Zerfall eines positiv geladenen Kaons in ein Antimyon und ein hypothetisches schweres Neutrino beobachtet werden kann.

Um Neutrinos, die der Detektor nicht direkt messen kann, finden zu können, habe ich ein Analyseprogramm geschrieben, welches das Neutrino rekonstruiert. Anschließend habe ich interessante Ereignisse herausgefiltert. Ein kurzes Beispiel: Manche Ausgangsteilchen (in diesem Fall positiv geladene Kaonen) zerfallen nicht im gewünschten Bereich sondern erst viel später. Damit ich das in der Rekonstruktion berücksichtigen kann, stelle ich eine Bedingung an den Impuls des sekundären Teilchens. Ist der Impuls zu hoch, handelt es sich offenbar um ein Ausgangsteilchen, welches nicht rechtzeitig zerfallen ist, also ein eindeutiges Hintergrundereignis.

Nach meiner Selektion bleiben zwei Hintergrundprozesse übrig, die eine ähnliche Signatur wie der gesuchte Zerfall besitzen. Für diese zwei Zerfallskanäle habe ich Monte-Carlo-Simulationen erhalten und konnte diese mit Daten des Experiments vergleichen. In dem untersuchten Massenbereich von 100 – 374 MeV/c² sind mit der untersuchten Datenmenge noch keine Hinweise für schwere Neutrinos sichtbar. Anstatt schwere Neutrinos zu finden, konnte ich also eine Grenze auf deren Existenz im untersuchten Massenbereich setzen.“ Elisabeth Walter

Wir gratulieren unser ehemaligen Teilnehmerin herzlich zu diesem großartigen Erfolg mit ihrem durchweg spannenden und vielfältigen Projekt!