Lead
Der Large Hadron Collider (LHC) am Europäischen Laboratorium für Teilchenphysik(CERN) wurde gebaut, um auf möglichst fundamentaler Ebene die grundlegendstenBestandteile der Materie und ihre Wechselwirkungen zu untersuchen. Der Name desLHCb-Experiments ist Programm: das Experiment nutzt die riesige Anzahl sogenannter“b”-Quarks, die bei den hochenergetischen Kollisionen am LHC erzeugt werden (diebei den Kollisionen freigesetzte Energie entspricht einer Potentialdifferenz vonmehreren Tausend Milliarden Volt). Die Erforschung seltener Zerfälle von Teilchen,die ein b-Quark beinhalten, erlaubt es, Vorhersagen des Standard-Modells derTeilchenphysik zu testen, jener Minimal-Theorie, die alle bekannten Prozesse derTeilchenphysik beschreibt. Falls das Experiment Abweichungen von gewissenVorhersagen des Standard-Modells nachwiese, würde das auf die Existenz weiterer,bisher noch unbekannter Vorgänge und Elementarteilchen hindeuten.

Lay summary

Das LHCb-Experiment wurde in internationaler Zusammenarbeit von mehreren hundert Physikern gebaut. Zu ihnen zählen auch die Forschungsgruppen der Professoren A. Bay (EPFL), T. Nakada (EPFL), O. Schneider (EPFL), N. Serra (Universität Zürich) und U. Straumann (Universität Zürich). Die beteiligten Schweizer Gruppen trugen die Verantwortung für die Entwicklung, Konstruktion und Inbetriebnahme verschiedener Bestandteile des Experiments, z.B. Silizium-Spurdetektoren und elektronischer Signalauslese. Während der ersten Inbetriebnahme zwischen Ende 2009 und Anfang 2013 hat LHCb bei halber Nominalenergie des LHC Daten hoher Qualität gesammelt. Die Analyse dieser enormen Datenmenge, bei welcher die Schweizer Forschungsgruppen eine prominente Rolle spielen, hat bereits zu einer grossen Anzahl neuer Beobachtungen und Messungen geführt. Ueber 180 wissenschaftliche Artikel wurden publiziert; bisher konnte aber im Standard-Modell keine Schwachstelle gefunden werden. Um das Potential des Experiments voll auszunutzen, muss eine noch deutlich grössere Anzahl von Kollisionen analysiert werden.

Das Experiment wird während einer zweiten Phase von 2015 bis 2018 mit fast doppelter Energie des LHC weitere Daten sammeln. Für das Jahr 2019 ist eine Erneuerung des Experiments vorgesehen, die sein Potential verzehnfachen soll. Dafür müssen neue Detektoren und leistungsfähigere Elektronik entwickelt werden. Die Schweizer Forschungsgruppen arbeiten am Bau neuer Spur-Detektoren aus Silizium und aus szintillierenden Fasern, die mit Silizium-Fotodetektoren abgelesen werden. Die Entwicklungsarbeiten hierfür gehen nun in die Endphase und werden bald in die Konstruktionsphase übergehen. Die Installation ist für 2018-2019 vorgesehen.

Der Zuschuss des FLARE Programms erlaubt es den Forschungsgruppen von EPFL und Universität Zürich, zwei Techniker für den Unterhalt und die Entwicklung der ihrer Verantwortung unterliegenden Bestandteile des Detektors zu finanzieren und in den Bau neuer Elemente für die Aufrüstung des Experiments zu investieren.