Project

Electromagnetic Calorimeter; Supersymmetry; Standard Model; CMS Detector; Studies of the Higgs Boson; Scintillating Crystals; LHC Large Hadron Collider

Lead
Der LHC Beschleuniger befindet sich z.Z. in einer Instandhaltungsphase, nach einem erfolgreichen Betrieb in den letzten 3 Jahren. Das Institut für Teilchenphysik der ETH Zürich ist führend involviert im CMS Experiment. Beim Neustart der Datennahme in 2015 wird der Fokus der Forschungsaktivitäten auf der Suche nach supersymmetrischen Teilchen, sowie auf den Studien des Higgs Bosons liegen. Dieses Projekt hat zum Ziel, dass die ETH Gruppe eine führende Rolle bei diesen Aktivitäten einnehmen wird.
Lay summary
Nach 3 sehr erfolgreichen Jahren mit dem CMS Experiment beim LHC Beschleuniger am CERN in Genf befinden wir uns nun in einer Instandhaltungsphase, bis Anfang 2015. Der Höhepunkt der vergangenen Datennahme war die Entdeckung des lang gesuchten Higgs Bosons. Die ETH Gruppe, die unter der Leitung von Prof. G. Dissertori führend am CMS Experiment beteiligt ist, war massgeblich an dieser Entdeckung beteiligt. Bei der Wiederaufnahme der Forschungsaktivitäten im Jahre 2015, mit erhöhter Schwerpunktsenergie, wird es vor allem darum gehen, die Suche nach bisher unentdeckten Teilchen, z.B. sogenannten supersymmetrischen Teilchen, fortzuführen, sowie die Eigenschaften des neu entdeckten Higgs Bosons genauer zu vermessen. Ziel des vorliegenden Projekt ist es, der ETH Gruppe wieder eine führende Rolle bei diesen Aktivitäten zu verschaffen. Hierzu werden die Datenanalysen, welche im Jahre 2015 durchgeführt werden, im Jahre 2014 im Detail vorbereitet werden müssen, anhand von Simulationen. Ein Schwerpunkt wird die optimale Ausnutzung des elektromagnetischen Kalorimeters sein, u.a. zur genauen Vermessung von Photonen. Ein weiterer Aspekt der Arbeiten besteht in der Entwicklungs- und Forschungsarbeit zu neuen Materialien und Technologien im Hinblick auf eine mögliche Erneuerung von Komponenten des elektromagnetischen Kalorimeters, vorgesehen für ca. 2022. Diese Grundlagenforschung erfolgt in einem sehr kompetitiven internationalen Umfeld. Das Projekt ermöglicht den beteiligten Doktorierenden und Postdoktoranden, am weltweit bedeutensten Projekt der Teilchenphysik führende Beiträge zu leisten.

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Last update: 03.10.2013

Active participation

Communication	Title	Media	Place	Year

Title	Year

Number	Title	Start	Funding scheme

This funding proposal seeks support by the SNF in order to carry out a world-class research programme in the context of the CMS experiment at the Large Hadron Collider (LHC) at CERN, Geneva. The first three years of very successful LHC running at 7 and 8 TeV have shown that CMS in general, and the ETH group within CMS in particular, have taken important roles in this unique quest for Physics beyond the Standard Model and for understanding the mechanism behind electroweak symmetry breaking. Regarding the latter, the discovery of a new scalar boson with mass ~125 GeV, consistent with the long-sought Standard Model Higgs boson, represents a major breakthrough for the whole field.The overarching aim of the CMS groups of ETH Zurich, led by Prof. G. Dissertori, Prof. C. Grab, Prof. F. Pauss and Prof. R. Wallny, is to maintain and consolidate the leadership role of the ETH group within CMS on a level commensurate with the important investments made by the Swiss funding agencies into the CMS experiment (Electromagnetic Calorimeter (ECAL), Barrel Pixel Detector, Solenoid, Silicon Strip Tracker). This continuation proposal, under the leadership of the PI G. Dissertori, specifically requests funds to exploit the potential of CMS centred on the ECAL and to continue our R&D program towards future upgrades of the CMS forward calorimetry system. The proposal also presents a streamlined physics analysis program with a clear emphasis on searches for supersymmetric particles and on studies of the Higgs boson in the di-photon channel, building on the development of event reconstruction software in the context of the general event description of CMS. Our proposal is driven by the LHC schedule, which foresees a long shutdown in the years 2013 and 2014, followed by the re-start of proton-proton running in spring 2015, at an increased centre-of-mass energy of ~13 TeV. This increased energy, together with the expected high luminosity, gives extremely promising prospects for an early discovery of new physics, and for further studies of the newly discovered boson. The period of this SNF grant will thus be used in order to first prepare the future high-energy analyses during the shutdown period in 2014, and then to execute them with the early LHC data in 2015. Furthermore, this period coincides with an important phase of the CMS long-term calorimetry upgrade studies, to which we plan to contribute in an essential manner by research on novel scintillating materials and related calorimeter prototypes.The planned research efforts are in excellent synergy, complementarity and close coordination with the other CMS efforts at ETH (groups of R. Wallny and C. Grab), which focus on the optimal Physics exploitation of the CMS Pixel detector and on its upgrades. Close ties also exist to other Swiss CMS groups at PSI and the University of Zurich. The analysis efforts of the PI and the Co-PIs follow a common analysis master plan, sharing the overall responsibilities in order to increase efficiency and exploit synergies between the different groups. It is very important to highlight that the CMS data analysis environment is extremely competitive, with notably very strong and large groups from the US, the UK and Germany, such as MIT, UCSB, UCSD, Fermilab, Imperial College and KIT, to mention a few. Given the experience gained over the last years, we will have the necessary know-how to compete with such groups and thus make visible impacts, provided strong support is given by the SNF in terms of funding for Postdocs and PhD students, thus complementing other investments related to detector operations and upgrade efforts.