Particle Astrophysics at the University of Zürich

Postdoc Positions

PhD Positions

Masters Thesis

Wir bieten die Möglichkeit, im Rahmen all unserer experimentellen Forschungsprojekte eine Master Arbeit durchzuführen. Die hier aufgeführten Projekte sind im Moment verfügbar. Sollten Sie an diesen (oder auch anderen) Themen Interesse haben, so kontaktieren Sie uns direkt, oder via email.

• GERDA: Eine wichtiger Beitrag zur Unterdrückung von radioaktivem Untergrund im GERDA Experiment ist das Erkennen und Verwerfen von Ereignissen, die zweimal im Germanium-Kristall gestreut sind. Die gesuchte Signatur des neutrinolosen-Doppelbetazerfalls ist lokalisiert und einer Einfachwechselwirking ähnlich. Um Algorithmen zu trainieren, die diese Signaturen entdecken, und vom Untergrund unterscheiden sollen, werden Kalibrationsdaten benötigt, die überwiegend Einfachwechselwirkungen enthalten. Im Rahmen dieser Arbeit soll ein Compton-Streuungsexperiment in unserem Labor an der UZH aufgebaut werden, welches diese Daten liefern soll. Ein Germanium Detektor, ein NaI Zähler und Gamma-Eichquellen sind vorhanden.

• XENON100: Das XENON100 Experiment sucht nach Teilchen der Dunklen Materie und nimmt seit mehr als zwei Jahren kontinierlich Daten im Gran-Sasso Untergrundlabor in Italien auf. Obwohl der Fluss der kosmischen Myonen etwa eine Million geringer als an der Erdoberfläche ist, gelangen einige Myonen in unseren Detektor und können indirekt zu einem gefährlichen Untergrund beitragen. Hier soll anhand der XENON100 Daten der Myonenfluss im Untergrundlabor bestimmt und mit anderen Messungen verglichen werden.

• Gator: Gator ist ein Germanium-Spektrometer mit sehr geringem radioaktiven Untergrund, der von unserer Gruppe am Gran Sasso Untergrundlabor betrieben wird. Mit seiner Hilfe werden Materialien und Komponenten von Astroteilchenphysik-Experimenten auf ihre (meistens extrem geringe) radioaktive Verunreinigung hin untersucht. Im Rahmen dieser Arbeit sollen einige Proben für das zukünftige Dunkle Materie Experiment XENON1T untersucht und ihre intrinsische radioaktive Verunreinigung bestimmt werden. Zusätzlich könnten am PSI mit Neutronen bestrahlte Proben auf ihre Aktivierung hin analysiert werden.

Bachelor Thesis

• Charakterisierung von Photomultipliern für XENON100: Photomultiplier werden verwendet, um das Szintillationslicht auszulesen, das in flüssigem Xenon bei einer Teilcheninteraktion entsteht. Für ein eventuelles Upgrade des XENON100 Detektors haben wir eine grosse Anzahl an Photomultipliern mit sehr niedriger intrinsischer Radioaktivität angeschafft. Diese Sensoren müssen charakterisiert und nach ihren Qualitätseigenschaften sortiert werden. Dazu soll im Rahmen dieser Arbeit ein Photomultiplier Teststand etabliert und die Messungen durchgeführt werden.

• Neue Lichtsensoren für XENON: Photomultiplier sind momentan das Standardinstrument, um Szintillationslicht in flüssigem Xenon auszulesen. Um die intrinische Radioaktivität der Lichtsensoren noch weiter zu verringern, gewinnen solid-state Detektoren aber an Interesse. Im Rahmen dieser Arbeit sollen Tests mit Multi-Pixel Photon Counters (MMPC, SiPM) in -100C kaltem, flüssigen Xenon durchgeführt werden. Insbesonders sollen sie mit PMTs verglichen werden. Evtl. kann die Studie auch noch auf Photodioden (APDs) ausgeweitet werden.

• Elektrische Felder in DARWIN: DARWIN ist eine Design-Studie für einen sehr grossen, zuküftigen Detektor, der Dunkle Materie mit flüssigem Xenon nachweisen will. Die Sensitivität dieser Detektoren ist sehr eng mit ihrer Fähigkeit, Licht zu sammeln, verknüpft. Eine Möglichkeit dies zu verbessern ist, den Detektor in allen Richtungen (4pi) mit Lichtsensoren zu umgeben. Dies stellt eine besondere technische Herausforderung dar, da der Detektor starke (und homogene) elektrische Felder im Zentrum benötigt. Im Rahmen dieser Arbeit sollen diese Felder mit einem kommerziellen Programm simuliert und optimiert werden.