Die deutschen Arbeitsgruppen sind in allen wichtigen Physikthemen stark vertreten: Dieses breite Interesse spiegelt sich auch in der zahlreichen Vertretung unter den Belle II-Physikgruppenleitern wider; sechs der zehn Belle II-Physikgruppen haben einen Gruppenleiter oder eine Gruppenleiterin, der oder die an einem deutschen Institut beschäftigt ist. Diese Physikgruppen arbeiten sowohl untereinander als auch mit deutschen Theoretikern der Teilchenphysik eng zusammen.

Die Arbeitsgebiete der deutschen Physikgruppen sind breit gefächert und umfassen fundamentale physikalische Fragestellungen, die zum Teil vor allem innerhalb der Physik eine wichtige Rolle spielen, aber auch sehr grundlegende Fragen der Menschheit beinhalten. Zu diesen Arbeitsgebieten gehören sehr seltene Zerfälle, Anomalien von Zerfällen und eine mögliche Existenz bisher unbekannter Teilchen, die Suche nach dunklen Photonen und dunkler Materie, sehr präzise Massenbestimmungen von Teilchen, die Erforschung von Teilchen jenseits des Standardmodells (z.B. sogenannte XYZ-Teilchen) sowie die Erforschung des Ungleichgewichts von Materie und Antimaterie im Universum (CP-Verletzung).

Die Messungen bei Belle II sollen mit einer noch nie dagewesenen Präzision durchgeführt werden und dabei neue, bisher unerforschte Gebiete erschließen. Dafür sind begleitende theoretische Studien unerlässlich, denn experimentelle Daten liefern nur dann neue Erkenntnisse über fundamentale Parameter des Standardmodells (SM) und die Dynamik der Neuen Physik (NP), wenn die theoretischen Vorhersagen mindestens die gleiche Präzision haben wie die zugehörigen Messungen. Dies erfordert eine enge Zusammenarbeit zwischen Theorie und Experiment, die bereits eine lange Tradition hat; eine Kultur der engen Kooperation zwischen experimentellen und theoretischen Gruppen ist seit vielen Jahrzehnten durch die BMBF-Verbundforschung etabliert.

Eine Kernaufgabe der theoretischen Arbeit besteht beispielsweise darin, die neuen experimentellen Erkenntnisse in neue Theorien zusammenzuführen. Arbeiten an diesem Punkt finden oft in enger Kooperation zwischen den Belle II- und LHCb-Experimenten statt, denn die Bestätigung oder Widerlegung einer theoretischen Idee erfordert oft eine Kombination von Messungen aus verschiedenen Experimenten.

Besonders vielversprechend sind hier etwa die Forschungen zu den Abweichungen vom Standardmodell der Teilchenphysik, die Bestimmung besserer Vorhersagen des Standardmodells und die Beiträge deutscher Gruppen zu dem hochaktuellen Forschungsfeld der Dunklen Materie (DM) und ihrer Wechselwirkungen. Mit den Experimenten und Analysen des Belle II-Experiments sollen vermutete leichte Teilchen dieses so genannten Dunklen Sektors und ihre möglichen Wechselwirkungen mit SM-Teilchen - zum Beispiel durch dunkle Photonen - untersucht werden.

Um in der Physikanalyse von Belle II mitzuarbeiten, werden folgende Skills benötigt:

- Verständnis von physikalischen Prozessen, Interesse an statistischen Methoden und Analysemethoden
- Interesse an maschinellem Lernen und Methoden der künstlichen Intelligenz sind von Vorteil
- Programmiersprache Python, C++ Kenntnisse sind hilfreich
- Teamfähigkeit und Interesse an der Zusammenarbeit in Deutschland und weltweit verteilten Teams