Physikalisches Institut

Bachelorarbeiten

 

B1-2017 Kühlung des CBM Silizium-Streifen-Detektorsystems

Um unter intensiver Bestrahlung ein sog. "Thermal runaway" Szenario zu vermeiden, müssen die Siliziumstreifendetektoren des CBM Experiments permanent of -5°C gekühlt werden. In der Arbeit soll anhand eines realistischen mechanischen/thermischen Modells die Effizienz einer Kühlung mittels forcierter Konvektion bestimmt werden.

Klassifizierierung:

Instumentierung von Detektorsystemen

Vorkenntnisse:

grundlegende Kenntnisse von Thermo- und Fluiddynamik

Literatur:

"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}

Betreuer:

Kshitij Agarwal/Prof. H.R. Schmidt


B2-2017 CO2 Kühlung des CBM Micro Vertex Detector

Der CBM Micro Vertex Detector ist ein rel. kleiner Detektor mit hoher Auflösung. Er ist aus Silizium-Pixel Sensoren aufgebaut, die auf -5°C gekühlt sein müssen. In dieser Arbeit soll untersucht werden, ob eine zweiphasige CO2 Kühlung, wie schon für das Silizium Tracking System vorgesehen, zur Anwendung kommen kann. Die Anforderungen sollen mittels von thermodynamischen Modellen and Computersimulationen ermittelt werden.

Klassifizierierung:

Computersimulationen

Vorkenntnisse:

grundlegende Kenntnisse von Thermo- und Fluiddynamik, ROOT/C++

Literatur:

"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

Betreuer:

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

Das 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

Vorkenntnisse:

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