Bachelorarbeiten
Inhaltsverzeichnis
Allgemeine Informationen zu Bachelorarbeiten am IKTP:
Die Vortragsfolien der Bachelor-Informationsveranstaltung im Wintersemester 2020/21 gibt es als Institutsübersicht hier zum Download. Die Folien der einzelnen Gruppen sind im weiteren Lauf dieser Seite verlinkt. Unter Forschung lässt sich im Link Publikationen eine Übersicht der bisherigen Bachelorarbeiten im IKTP mit pdf-Files erstellen.
Bitte melden Sie sich 1-2 Monate vor dem geplanten Beginn der Bachelorarbeit in der Arbeitsgruppe!
Teilchenphysik
Siehe auch: Aktuelle Informationen zu Abschlussarbeiten in der Professur Teilchenphysik.
© IKTP
Gruppenleiter
NameProf. Dr. Frank Siegert
Professur für Teilchenphysik und deren Simulation
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Zertifikat der DFN-PKI für verschlüsselte E-Mails.
Besuchsadresse:
Andreas-Schubert-Bau, EG, Raum E17A Zellescher Weg 19
01069 Dresden
Sprechzeiten:
Nach Vereinbarung
Themenübersicht:
The longitudinal polarisation of the W and Z bosons is a direct consequence of electroweak symmetry breaking via the Brout-Englert-Higgs mechanism. A measurement of polarisation implies the treatment of multiple correlated quantities reconstructed in the detector, e.g. by using machine learning techniques. This project will explore an alternative method, the so-called Matrix Element Method, to reconstruct the polarisation in the hadronic decay of W bosons. A probability that measures the compatibility of experimental data with a given hypothesis is computed for each event, based on the theoretical knowledge of this process, i.e. the underlying Lagrangian from which the matrix element of the partonic process is derived.
Our simulation program Sherpa is capable of simulations beyond the Standard Model theory using a universal format. This topic is about exploring this in a model contain doubly-charged H++ bosons, which another student in our group is analysing in ATLAS data.
Current experimental constraints on the Higgs-boson decay width are obtained indirectly through the interference of Higgs-boson production with other processes. This study will explore the experimental sensitivity of setting an upper bound on the Higgs-boson lifetime with the ATLAS detector by measuring the longitudinal displacement of the Higgs-boson decay vertex from the primary interaction vertex. This displacement is expected to be much smaller than the experimental resolution. However, if an upper bound on the lifetime could be set, it would translate into a lower bound on the decay width.
The reconstruction of the electric charge of an electron produced in the ATLAS detector relies solely on the measurement of the curvature of its associated track in the inner detector. Interactions of an electron with the detector material can create secondary particles: photons and electron-positron pairs. The production of these secondary particles can lead to distortions of the primary electron track. Incorrect charge reconstruction can thus be caused either by an erroneous determination of the track curvature or by the choice of the wrong track. This project will study information of reconstructed secondary particles in the vicinity of the electron to reject electrons with signatures indicating a high probability for charge misreconstruction.
One of the proposed new experiments planned to explore physics beyond the Standard Model at CERN is SHiP (Seach for Hidden Particles), a beam-dump facility, where a high-energy beam is directed onto a fixed target. To search for new particles produced in the decays of D-mesons (mesons containing a charm quark), we first need to validate the Sherpa simulations of their production and decay. Especially their accuracy at the relatively low energies (~ GeV range) reached there, compared to the LHC (14 TeV), will have to be examined.
For now, Sherpa, the simulation software we are working with, is only able to simulate collision experiments, such as the LHC, where two high-energy particle beams collide. However, several current and upcoming experiments use fixed-targets, where a high-energy beam is directed onto a stationary target. To effectively search for new physics there, we need to be able to simulate these experiments as well. Thus, further development on Sherpa (by you?) is needed!
Quarkonia are unstable hadrons made up of identical quark-antiquark pairs, which decay according to the electromagnetic, strong or weak interactions. This project will work on improving the modelling of these decays in the simulation program "Sherpa" by updating branching ratios from measured results and implementing matrix elements for the most relevant decay channels.
The complexity of matrix element calculations for final states with a high multiplicity is so high, that their computational cost often limits theory simulations for the LHC. In this project we want to extend a machine learning based approach to simplify these calculations by approximating the matrix elements. The goal is to study various parameters for the architecture and training of deep neural networks in this approach.
The simulation of different polarisation states allows us to study effects from physics beyond the Standard Model in more detail. In this project we want to study, how effective-field-theory extensions of the Standard Model will affect different polarisations of W bosons in W±W± pair production at the LHC.
Experimentelle Teilchenphysik
© IKTP
Gruppenleiter
NameProf. Dr. Arno Straessner
Professur Experimentelle Teilchenphysik
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Besuchsadresse:
Andreas-Schubert-Bau, 4. OG, Raum 428 Zellescher Weg 19
01069 Dresden
Themenübersicht:
Bachelorarbeit, Wissenschaftliche Studien, Masterarbeit, Staatsexamensarbeit in Experimenteller Teilchenphysik
- Multivariate Analyse, Machine Learning und Künstliche Intelligenz
- Optimieren der Datenanalyse zur Teilchensuche und Teilchenrekonstruktion
- Anwendung und Weiterentwicklung von Analyse-Software zur statistischen Datenauswertung
Eine der Forschungsaktivitäten der ATLAS-Gruppe des Instituts für Kern- und Teilchenphysik ist die Suche nach Higgs-Bosonen in Erweiterungen des Standardmodells am Large Hadron Collider (LHC). Für diese Teilchensuche steht ein neuer Rekorddatensatz von insgesamt 200 fb-1 zur Verfügung, der ausgewertet werden soll. Weitere Daten zeichnet der ATLAS-Detektor derzeit auf.
Beim Zerfall von Higgs-Bosonen jenseits des Standardmodells treten häufig Tau-Leptonen im Endzustand auf. Die Suche nach Signalereignissen, die Unterdrückung des Untergrundes und die Erkennung von hadronisch zerfallenden Tau-Leptonen werden laufend optimiert. Dabei kommen Methoden des Machine Learning und statistische Datenauswertung zum Einsatz.
Die Schwerpunkte der Bachelor- oder Masterarbeit können individuell festgelegt werden. Aktuelle Fragestellungen sind die Rekonstruktion der Masse der zerfallenden Higgs-Bosonen, die Optimierung der Rekonstruktion von Tau-Zerfällen aus Teilchenspuren und die Verbesserung der Ereignisselektion für die Suche nach leichten oder schweren Higgs-Bosonen.
In dem Forschungsprojekt erlernen Sie software-gestützte Methoden der Datenanalyse und Statistik, den Einsatz von Machine-Learning-Tools, sowie die Funktionsweise moderner Teilchendetektoren.
Voraussetzung für die Arbeit sind Kenntnisse der Grundlagen der Teilchenphysik. Gute Kenntnisse in einer objektorientierten Programmiersprache sind empfehlenswert.
pp-Kollisionsereignis aufgezeichnet mit dem ATLAS-Detektor am LHC. Das Bild zeigt einen Kandidaten für einen supersymmetrischen Higgs-Boson-Zerfall in zwei Tau-Leptonen.
Bachelorarbeit, Wissenschaftliches Arbeiten, Masterarbeit, Staatsexamensarbeit in Experimenteller Teilchenphysik
- Machine Learning und Künstliche Intelligenz
- Optimieren der Energiemessung des Kalorimeters
- Programmieren oder Simulation elektronischer Signalprozessoren
- Statistische Analyse von Messdaten
Die Flüssig-Argon-Kalorimeter des ATLAS-Detektors sollen in einer zukünftigen Ausbaustufe mit einer neuen Auslese-Elektronik ausgestattet werden. Dabei werden die Signale der Kalorimeter mit höherer Energie- und Ortsauflösung ausgelesen, so dass man die bei den pp-Kollisionen entstehenden Teilchen besser erkennen und rekonstruieren kann. Ziel ist z.B. die verbesserte Erkennung von weiteren Higgs-Bosonen, die mit dem ATLAS-Detektor gesucht werden.
Diese Teilchenerkennung muss in Echtzeit erfolgen und jede Entscheidung darf nicht länger als ca. 0,5 μs dauern. Daher werden modernste und schnelle, programmierbare FPGA-Schaltkreise zur Signalerkennung genutzt. Wir setzen dabei Deep-Learning und Methoden der künstlichen Intelligenz ein, um die Messungen zu optimieren.
In der Bachelor- oder Master-Arbeit soll die Energierekonstruktion der ATLAS-Kalorimeter mit Machine-Learning-Ansätzen weiter verbessert werden.
In dem Forschungsprojekt erlernen Sie den Einsatz von Machine-Learning-Tools (keras), universelle, software-gestützte Datenverarbeitung, sowie die grundlegenden Funktionsweisen moderner Teilchendetektoren und elektronischer Auslesesysteme.
Interessierte können auch die Hardware-Programmiersprache VDHL erlernen, welche wir zur Programmierung von FPGAs einsetzen.
Voraussetzung für die Arbeit sind Kenntnisse der Grundlagen der Teilchenphysik und Motivation, sich in die Methoden des Machine-Learning einzuarbeiten. Grundkenntnisse einer Programmiersprache sind von Vorteil.
Theoretische Teilchenphysik
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Institutsdirektor, Gruppenleiter
NameProf. Dr. Dominik Stöckinger
Professur Phänomenologie der Elementarteilchen
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Besuchsadresse:
Andreas-Schubert-Bau, EG, Raum E13 Zellescher Weg 19
01069 Dresden
Themenübersicht zum Download: WiSe2020/21 ( WiSe2019/20 )
- Vorhersage des magnetischen Moment des Myons
- Theorie der grossen Vereinigung
Weitere Informationen: Poster mit Themenübersicht
Experimentelle Kernphysik
© IKTP
Gruppenleiter
NameProf. Dr. Kai Zuber
Professur Kernphysik
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Besuchsadresse:
Andreas-Schubert-Bau, EG, Raum E11 Zellescher Weg 19
01069 Dresden
Themen für Abschlussarbeiten zur Neutrino- und Kernphysik finden Sie auf dieser Webseite.
Themen für Abschlussarbeiten im Felsenkeller finden Sie auf dieser Webseite.
Strahlungsphysik am IKTP
© IKTP
Gruppenleiter
NameHerr Dr. Thomas Kormoll
Strahlungsphysik
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Besuchsadresse:
Andreas-Schubert-Bau, 4. OG, Raum 406 Zellescher Weg 19
01069 Dresden
Folien zu den Abschlussarbeiten
- Medizinische Dosimetrie: Entwicklung der Faserdosimetrie als neue Form der Qulitätskontrolle bei therapeutischen Bestrahlungen, insbesondere in Protonenfeldern.
- Kerntechnischer Rückbau: Konzeption und Entwicklung kompakter Sonden für die Radionuklididentifikation in schwer zugänglichen Geometrien (Bohrlöcher, Betonreste aus dem Rückbau etc.).
- Strahlenschutz-Messtechnik: Mitarbeit in der Entwicklung eines handgehaltenen Dosisleistungsmessgeräts für den Strahlenschutz des medizinischen Personals an klinischen Röntgen- und Therapieeinrichtungen.
- Bildgebung: Ausbau eines präklinischen Kleintier-PET-Scanners zu einem Praktikumsversuch am IKTP und Entwicklung eigener Algorithmen zur weiteren Nutzung für die Tomographie in der Entsorgung von radioaktiven Abfällen.
Institut für Strahlenphysik am HZDR
Professor
NameProf. Dr. Thomas Cowan
Strahlenphysik
HZDR:
Bautzner Landstraße 400
01328 Dresden
None
Gruppenleiter
NameHerr Prof. Dr. Ulrich Schramm
Strahlenphysik
HZDR:
Bautzner Landstraße 400
01328 Dresden
None
Die verschiedenen Gruppen des Instituts für Strahlenphysik am HZDR www.hzdr.de/fwk bieten auf dieser Seite Bachelorarbeiten innerhalb des Helmholtz-Forschungsprogramms "Materie und Technologie" an.
Abteilung Beschleuniger-Massenspektrometrie und Isotopenforschung am HZDR
Für die Abteilung Beschleuniger-Massenspektrometrie und Isotopenforschung am HZDR www.hzdr.de/fwir findet man das Forschungsspektrum und die angebotenen Bachelorarbeiten in dieser Präsentation der Infoveranstaltung vom Januar 2021.