UZH > Physik-Institut > Gruppe Straumann > Themen für Bachelor- und Masterarbeiten

Herzlichen Dank für Ihr Interesse an unserer Gruppe!

Auf dieser Seite stellen wir eine kleine Auswahl möglicher Themen für Bachelor- und Masterarbeiten in unserer Forschungsgruppe vor. Diese sind aber eher als "Appetithäppchen" gedacht, die Ihnen einen ersten Eindruck geben sollen, in welchen Themenbereichen denen Sie bei uns mitarbeiten könnten.

Unsere Forschung ist lebendig, neue Problemstellungen und spannende Ideen ergeben sich schneller als wir sie hier im Detail festhalten können. Am Besten schauen Sie also einmal bei einem von uns vorbei und wir besprechen die gerade aktuellen Möglichkeiten gemeinsam miteinander.

Rekonstruktion von Jets mit Charm bei LHCb

Art der Arbeit: Master
Betreuer: Katharina Müller   (email: kmueller@physik.uzh.ch)
Der Prozess pp → W c X ist von großem Interesse zum genaueren Verständnis der Struktur des Protons. Das LHCb Experiment ist mit seiner präzisen Spurrekonstruktion prädestiniert dafür c-Hadronen nachzuweisen. In dieser Arbeit geht es darum, Methoden zur Identifikation von Jets mit c-Hadronen zu entwickeln. Dazu werden Ereignisse mit einem gut rekonstruierten Jet im LHCb Detektor untersucht. In diesem Jet wird dann nach dem Zerfall von Ds oder Λs in Kaonen und Pionen gesucht. Daraus kann dann die Charm-Quantenzahl in dem Jet bestimmt werden. Die Arbeit wird mit der LHCb Analysesoftware durchgeführt. Da die verwendete Software eine gewissen Einarbeitungszeit erfordert, eignet sich diese Arbeit eher für eine Master- als für eine Bachelorarbeit. Eine Bachelorarbeit als Einstieg in eine nachfolgende Masterarbeit ist natürlich auch gut denkbar. Die Kenntnis einer Programmiersprache ist von Vorteil.
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Spur-Multiplizität in Abhängigkeit vom Björken-x

Art der Arbeit: Bachelor
Betreuer: Christian Elsasser, Katharina Müller   (email: che@physik.uzh.ch)

Für das Verständnis von Prozessen in Proton-Proton-Kollisionen hat die Abhängigkeit der Anzahl geladener Teilchen, welche in einer Kollision entstehen, von gewissen Parametern eine grosse Bedeutung. Dabei ist insbesondere die Abhängigkeit vom Proton-Impulsanteil getragen durch das Parton, welches am Streuprozess teilnimmt - dem sogenannten Björken-x - entscheidend. Das Björken-x kann bei der Produktion von Z Bosonen mit einer grossen Präzision aus der Dynamik des Z Bosons bestimmt werden. Ziel der Arbeit, ist die Anzahl geladener Teilchen in Abhängigkeit vom Björken-x und in Abhängigkeit des Raumwinkels zu messen. Der Hauptteil der Arbeit besteht aus dem Analysieren von Daten gesammelt am LHCb-Experiment, weshalb gute Kenntnisse in Datenanalyse sowie Kenntnisse in C++ oder python von Vorteil sind.

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Machbarkeitsstudie der Messung des WW-Produktionsquerschnitts

Art der Arbeit: Bachelor/Master
Betreuer: Christian Elsasser, Katharina Müller   (email: che@physik.uzh.ch)

Die Produktion von Paaren von W-Bosonen in Proton-Proton-Kollisionen ist ein interessanter Prozess, um die Kopplung zwischen Bosonen der elektroschwachen Wechselwirkung zu verstehen. Der Produktionsquerschnitt dieses Prozesses ist sehr klein. Deshalb ist ein erstes Ziel herauszufinden, wie viel Daten das LHCb-Experiment - insbesondere im Hinblick auf die Datennahme am LHC bei einer Schwerpunktsenergie von bis zu 14 TeV ab 2015 - aufzeichnen muss, um diesen Prozess messen zu können. Ziel dieser Arbeit ist, den Prozess und mögliche Untergrundsprozesse mit Datensätzen, welche in Monte Carlo Simulation generiert worden sind, zu analysieren und die Sensitivität des LHCb-Experiments auf diesen Prozess zu bestimmen. Das Schwergewicht dieser Arbeit liegt in der Analyse von Daten, weshalb gute Kenntnisse in Datenanalyse sowie Kenntnisse in C++ und/oder python von Vorteil sind.

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π→eν Experiment am PSI

Art der Arbeit: Bachelor / Master / PhD
Betreuer: Andries van der Schaaf   (email: andries@physik.uzh.ch)

Im Standardmodell der Elementarteilchenphysik ist die Kopplung der Wechselwirkungsteilchen (z.B. die W Bosonen für die schwache Wechselwirkung) an den Materie-Teilchen (Quarks und Leptonen) universal, das heisst für alle drei Familien der fundamentalen Fermionen gleich. Einer genauen Ueberprüfung dieser Universalität steht Die Mischung zwischen den Quarks, parametrisiert durch die CKM-Matrix, im Wege. Tests der Leptonenuniversalität werden zurzeit am PSI, am TRIUMF (Kanada) und am CERN durchgeführt. Es wird dabei das Verzweigungsverhältnis der Zerfälle von Pionen oder Kaonen nach Elektronen und Myonen (plus den zugehörigen Neutrinos) bestimmt. Ziel der Experimente ist, die Genauigkeit der Ueberprüfung der Leptonuniversalität um eine Grössenordnung zu verbessern. Das PSI-Experiment hat im Jahre 2007 mit den eigentlichen Messungen angefangen. Die Messapparatur wird dabei dauernd verbessert. Es besteht also die Möglichkeit sich bei Detektorbau, Datennahme und/oder Auswertung zu engagieren. Bachelor-, Master- oder sogar Doktorarbeiten sind möglich.

Weitere Informationen siehe hier.

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Messung des W-Produktionsquerschnitts bei √s =2.76 TeV

Art der Arbeit: Bachelor
Betreuer: Christian Elsasser, Katharina Müller   (email: che@physik.uzh.ch)

Neben den üblichen Schwerpunktsenergien von 7 und 8 TeV hat das LHCb-Experimente auch Daten mit einer solchen von 2.76 TeV aufgezeichnet. Ziel der Arbeit ist, den Produktionsquerschnitt für das W Boson in diesem Datenset zu messen und mit theoretischen Vorhersagen zu vergleichen. Die Analyse wird sich stark an die existierende Messung für 7 TeV anlehnen, jedoch gibt es einige Aspekte die aufgrund der unterschiedlichen Schwerpunktsenergie neu verstanden werden müssen. Die hauptsächliche Tätigkeit in dieser Arbeit ist das Analysieren von Daten des LHCb-Experiments. Deshalb sind Grundkenntnisse in C++ oder python sowie gute Kenntnisse in Datenanalyse/Statistik von Vorteil.

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CTA Experiment

Art der Arbeit: Bachelor
Betreuer: Arno Gadola   (email: agadola@physik.uzh.ch)

Das Cherenkov Telescope Array (CTA) soll ab 2018 hochenergetische Gammastrahlung aus dem Weltall mittels erdgebundener Teleskope untersuchen. Diese Gammastrahlen erzeugen beim Eintritt in die Erdatmosphäre einen Teilchenschauer, welcher wiederum einen kurzen und schwachen Cherenkov Blitz produziert. Dieser Lichtblitz wird mit Spiegeln in die Teleskopkamera abgebildet. Aus der Form und Ausrichtung der Abbildung lässt sich die Energie und die Einfallsrichtung der Gammastrahlen zurückrechnen. Ein erster Kameraprototyp mit 144 Photosensoren für ein 12 m Teleskop ist bereits aufgebaut und wird zur Zeit im Labor charakterisiert. Diese Charakterisierung beinhaltet unter anderem das Testen der Triggereinheit und die Bestimmung ihrer Effizienz. Dafür soll eine Methode entwickelt werden, die z.B. das Erzeugen von Schauer-ähnlichen Ereignissen beinhaltet. Die so gemessenen Daten können am Rechner analysiert und evtl. mit Monte-Carlo Daten verglichen werden. Die Analyse der Daten wird entweder mit Matlab oder Python erfolgen. Die Arbeit sollte wenn möglich bis Mitte 2014 abgeschlossen sein.

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Bestimmung des Absorptionsvermögens von Detektoren zur Messung der Sonneneinstrahlung

Art der Arbeit: Bachelor / Master
Betreuer: Markus Suter (PMOD/WRC, Davos Dorf)   (email: markus.suter@pmodwrc.ch)

Das PMOD/WRC hat langjährige Erfahrung in der Entwicklung von Absolutradiometern zur Messung der terrestrischen und extraterrestrischen Sonneneinstrahlung. Zur Zeit betreibt das PMOD/WRC auch zwei satellitengestützte Experimente zur Messung der extraterrestrischen Sonneneinstrahlung. Die Sonneneinstrahlung ist einer der wichtigsten Parameter im Energiehaushalt der Erde, und in der aktuellen Klima-Debatte von höchster Bedeutung. Für einen späteren Einsatz auf den Satelliten Norsat1 und PROBA3 wurde am PMOD/WRC ein Prototyp mit komplett neuem Design entwickelt: das Digital Absolute Radiometer (DARA). Um die Strahlungsleistung in absoluten SI Einheiten messen zu können, müssen verschiedene Eigenschaften des Instrumentes charakterisiert werden. Ein zentraler Parameter ist dabei das Absorptionsvermögen des Detektors. Während das Absorptionsvermögen des Detektors bisher nur als Ganzes gemessen wurde, kann nun mit einem neuen Versuchsaufbau das Absorptionsvermögen auch r*auml;umlich aufgelöst, über den ganzen Detektor gemessen werden. Erste Messungen haben gezeigt, dass die Absorptionseigenschaften räumlich nicht homogen sind. In einer Versuchsreihe soll nun das Absorptionsvermögen von verschiedenen Detektoren/Kavitäten bei verschiedenen Wellenlängen (Laser) räumlich aufgelöst gemessen werden. Es sollen sowohl neue Detektoren (DARA) als auch Kavitäten älterer Instrumente ausgemessen werden. Mit dem ebenfalls neuen Heliostat System kann nun auch mit Sonnenlicht im Labor gearbeitet werden. Dies ermöglicht es, das Absorptionsvermögen direkt für das Sonnenspektrum zu messen. Nach Möglichkeit könnten auch neue Beschichtungen getestet werden, welche als Ersatz in zukünftigen Experimenten verwendet werden könnten. Die Arbeit eignet sich gut als Bachelorarbeit, kann aber mit einem erweiterten Umfang auch als Masterarbeit ausgeführt werden. Der Umfang kann dementsprechend angepasst und ausgebaut werden. Der Arbeitsort ist in Davos am Physikalisch Meteorologischen Observatorium (PMOD/WRC).

Weitere Information bei: Markus Suter, markus.suter@pmodwrc.ch, 081 417 51 68, www.pmodwrc.ch

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