Physikalisches Institut

Bachelor Theses

B1-2017 Cooling of the CBM Silicon Strip Detector System

To avoid a so-called "thermal runaway" scenario under intense radiation one has to cool the silicon strip sensors of the CBM experiment permanently to -5°C. Employing a realistic mechanical and thermal model the cooling efficiency of forced convection should be determined in this work.

Classification:

Instrumentation for detector systems

Prerequisites:

Basic knowledge of thermo- and fluid dynamics

Literature:

"Challenges in QCD matter physics - The scientific programme of the Compressed Baryonic Matter experiment at FAIR", T. Ablyazimov et al., Eur. Phys. J. A 53, 60 (2017) (DOI: 10.1140/epja/i2017-12248-y)

"Status of the Compressed Baryonic Matter Experiment at FAIR and Its Silicon Tracking System" ,J. M. Heuser, Acta Phys.Polon.Supp. 9 (2016) 221 { doi:10.5506/APhysPolBSupp.9.221}

Supervisors:

Kishitj Agarwal/Prof. H.R. Schmidt


B2-2017 CO2 Cooling of the CBM Micro Vertex Detector

 

The CBM Micro Vertex Detector is a small and densely populated detector located immediately after the interaction point. It consists of Silicon Pixel Sensors, which have to be kept at -5°C. In this work the usage of Bi-Phase CO2 cooling, already used for Silicon Tracking System detector, should be investigated by application of the thermodynamical models and computation of the cooling requirements.

Classification:

Computer simulationens

Prerequisites:

Basic knowledge of thermo- and fluid dynamics, ROOT/C++

Literature:

"Challenges in QCD matter physics - The scientific programme of the Compressed Baryonic Matter experiment at FAIR", T. Ablyazimov et al., Eur. Phys. J. A 53, 60 (2017) (DOI: 10.1140/epja/i2017-12248-y)

"Status of the Compressed Baryonic Matter Experiment at FAIR and Its Silicon Tracking System" ,J. M. Heuser, Acta Phys.Polon.Supp. 9 (2016) 221 { doi:10.5506/APhysPolBSupp.9.221}

“New prediction methods for CO2 evaporation inside tubes: Part I - A two-phase flow pattern map and a flow pattern based phenomenological model for two-phase flow frictional pressure drops”, John R. Thome, 2008, dx.doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2007.04.002

New prediction methods for \{CO2\} evaporation inside tubes: Part II - An updated general flow boiling heat transfer model based on flow patterns, John R. Thome, 2008, dx.doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2007.04.001

Supervisors:

Evgeny Lavrik /Prof. H.R. Schmidt


B3-2017 Measurement of beauty-hadron decay electrons from semiperipheral heavy-ion collisions with ALICE at the LHC

Heavy quarks are useful probes of the hot and dense medium produced in heavy-ion collisions, the Quark-Gluon Plasma. The amount of medium produced depends on how “head-on” the collision happens. By investigating the dependence of the interaction on this so-called centrality of the collision, useful knowledge about the properties of this state of matter may be obtained. The investigation is done indirectly via the measurement of electrons from the decays of particles with heavy valence quarks.

Classification:

Data Analysis

Prerequisites:

Some knowledge of programming languages (C, C++)

Literature:

„First Results from Pb+Pb collisions at the LHC“, Berndt Muller, Jurgen Schukraft, Bolek Wyslouch

The Quark-Gluon Plasma

Supervisors:

Dr. Martin Völkl/Prof. H.R. Schmidt


B4-2017 Investigation of improved beauty-hadron decay electron signal extraction

Electrons from heavy quarks can be separated from the background by making use of their large decay lengths of several hundred microns. This separation is performed statistically and requires a significant input from simulated events. The process can be improved by making use of a factorization of the detector effects and decay properties.

Classification:

Data Analysis

Prerequisites:

Some knowledge of programming languages (C, C++), basic knowledge of statistcs

Literature:

„First Results from Pb+Pb collisions at the LHC“, Berndt Muller, Jurgen Schukraft, Bolek Wyslouch

Das Quark-Gluon Plasma

Supervisors:

Dr. Martin Völkl/Prof. H.R. Schmidt


B5-2017 Kalibrierung einer Time-Projection Chamber bei hohen Teilchenmultiplizitäten

Die Time-Projektion-Chamber (TPC) von ALICE erlaubt die Bahnbestimmung (Tracking) und Identifizierung von Teilchen mit hoher Genauigkeit. Die Präzision ist jedoch von der Kalibrierung der TPC abhängig. Die Auswirkungen hoher Multiplizitäten (viele Teilchenspuren in der TPC) auf die Kalibrierung sind jedoch bisher nur ungenugend bekannt und können daher nicht mit der erforderlichen Bestimmtheit in die Kalibrierung einbezogen werden. Die Herausforderungen und Fragestellungen werden (unter Anleitung) innerhalb der Bachelorarbeit weiterentwickelt. Auch eine darauf aufbauende Masterarbeit ist möglich.

Klassifizierung:

Datenanalyse

Vorkenntnisse:

C++ - Kenntnisse oder die Bereitschaft, sich diese anzueignen, das Analysis Framework ROOT muss erlernt werden (1-2 Wochen)

Literatur:

„First Results from Pb+Pb collisions at the LHC“, Berndt Muller, Jurgen Schukraft, Bolek Wyslouch

Das Quark-Gluon Plasma

Supervisors:

Martin Schmidt/Prof. H.R. Schmidt


B6-2017 Untersuchung von Jets in ultra-relativitischen Schwerionenkollisionen

Jets sind Teilchenschauer die aus dem Zerfall von Partonen (Quarks, Gluonen) entstehen, die durch einen hohen Impulsubertrag aus ihrem Hadron herausgeschleudert werden. Das Verständnis dieses Fragmentierungsprozesses ist wichtig für das Verständnis der Quantenchromodynamik. Daruber hinaus dienen Jets als Sonden zum Nachweis des Quark-Gluon-Plasmas. In Schwerionenkollisionen entstehen bei jeder Kollision sehr viele Teilchen, die nicht aus der Jet-Fragmentation kommen, aber erst einmal zu dem Jet dazugezählt werden. Dieses sog. Underlying Event (UE) muss identifiziert und abgezogen werden, um Aussagen über den eigentlichen Jet treffen zu können. Die Methoden für die Identifizierung existieren, aber für eine vernünftige Aussage über das UE müssen dessen Charakteristiken studiert werden.

Klassifizierung:

Datenanalyse

Vorkenntnisse:

C++ - Kenntnisse oder die Bereitschaft, sich diese anzueignen, das Analysis Framework ROOT muss erlernt werden (1-2 Wochen)

Literatur:

„First Results from Pb+Pb collisions at the LHC“, Berndt Muller, Jurgen Schukraft, Bolek Wyslouch

Das Quark-Gluon Plasma

Supervisors:

Martin Schmidt/Prof. H.R. Schmidt