Bachelorarbeiten in der Arbeitsgruppe Prof. Husemann
Die Arbeitsgruppe von Prof. Husemann am Institut für Experimentelle Teilchenphysik des KIT forscht am CMS-Experiment am CERN. Schwerpunkte der Arbeit liegen in der Datenanalyse und dem Bau von Siliziumdetektoren. Wir bieten Bachelorarbeiten aus beiden Themengebieten an. Außerdem bieten wir die Entwicklung von Praktikumsversuchen aus dem Bereich der Teilchenphysik an. Im folgenden finden Sie einige Themenvorschläge. Einige der Themen bieten wir in Zusammenarbeit mit den Gruppen Prof. Müller, Prof. Quast und Prof. Weber (IPE) an. Bitte kontaktieren Sie uns, wenn Sie weitere Informationen wünschen.
Datenanalyse
Thema:Suche nach Dunkler Materie mit schweren Quarks
Zusammenfassung: Die Entschlüsselung der Natur der Dunklen Materie (DM) ist eine der größten wissenschaftlichen Herausforderungen unserer Zeit. An Teilchenbeschleunigern kann DM in einer kontrollierten Laborumgebung produziert und untersucht werden. Wir bereiten eine Suche nach DM mit dem CMS-Experiment am Large Hadron Collider (CERN) vor, bei der Endzustände mit Top- und Bottom-Quarks und fehlender Energie untersucht werden sollen. In einer Bachelorarbeit soll dazu eine Ereignisselektion erarbeitet werden.
Sie lernen kennen:Physik jenseits des SM, Top-Physik, Datenanalyse, C++- und Python-Programmierung, ROOT, Optimierung
Referent:Prof. Dr. Ulrich Husemann
Ansprechpartner:Michael Waßmer
Letzte Änderung:04.02.2019
Thema:Maschinelles Lernen in der Teilchenphysik
Zusammenfassung:In der Teilchenphysik werden seit vielen Jahren multivariate Methoden eingesetzt. Mit neuartigen Methoden des maschinellen Lernens ergeben sich derzeit für die Teilchenphysik viele neue Möglichkeiten. Probieren Sie es in einer Bachelorarbeit selbst aus!
Sie lernen kennen:Maschinelles Lernen, Python-Programmierung
Referent:Prof. Dr. Ulrich Husemann
Ansprechpartner:Dr. Matthias Schröder
Letzte Änderung:04.02.2019
Siliziumdetektoren
Thema:Alignment des CMS-Spurdetektors
Zusammenfassung: Ein zentraler Bestandteil des CMS-Experiments ist der Spurdetektor, mit dessen Hilfe die Spuren und Impulse geladener Teilchen mit hoher Präzision vermessen werden können. Der CMS-Spurdetektor besteht aus etwa 25000 Siliziumsensoren und ist damit der weltweit größte Detektor seiner Art. Um die nötige Messgenauigkeit zu erreichen, müssen die Positionen und Orientierungen der einzelnen Sensoren auf wenige μm genau bekannt sein. Diese Prozedur wird als Alignment bezeichnet. Wir bieten Bachelorarbeiten zur Verbesserung und Umstrukturierung des zum Alignment verwendeten Softwarepakets, z. B. zur Automatisierung der Alignment-Prozedur, sowie zur Erweiterung der Alignment-Algorithmen an.
Sie lernen kennen:Alignment-Algorithmen, Maximum-Likelihood-Methoden, C++- und Python-Programmierung
Referent:Prof. Dr. Ulrich Husemann
Ansprechpartner:Dr. Matthias Schröder
Letzte Änderung:04.02.2019
Thema:Automatisierung einer Klebeauftragstation mithilfe von Mustererkennung
Zusammenfassung:Innerhalb des Phase-II-Upgrades des CMS-Spurdetektors kommt für die Produktion von 2000 Siliziumsensormodulen eine präzise Klebeauftragstation zum Einsatz. In dieser Bachelorarbeit soll die Station mit Hilfe von Mustererkennung dahingehend automatisiert werden, dass Module und ihr Referenzsystem mit einer angebrachten Kamera erkannt werden. Anschließend soll die Station vollautomatisch präzise Silikon auf die Oberseite der Module auftragen.
Sie lernen kennen:Bau von Siliziumdetektoren, Mustererkennung, Automatisierung
Referent:Prof. Dr. Ulrich Husemann
Ansprechpartner:Stefan Maier
Letzte Änderung:04.02.2019
Thema:Charakterisierung von Siliziumstreifensensoren für den neuen Spurdetektor des CMS-Experiments
Zusammenfassung:In dieser Bachelorarbeit sollen die Eigenschaften unterschiedlicher Streifensensoren hinsichtlich der Strahlenhärte, Produktionsqualität oder weiterer Fragestellungen untersucht werden. Die Charakterisierung umfasst Messungen der elektrischen Kenngrößen sowie Ladungssammlungseigenschaften mit einem modernen Vielkanalauslesesystem.
Sie lernen kennen:Eigenschaften und Charakterisierung von Siliziumsensoren, Datennahmesysteme
Referent:Prof. Dr. Thomas Müller
Ansprechpartner:Dr. Alexander Dierlamm
Letzte Änderung:03.07.2019
Thema:Umbau eines Praktikumversuchs zur Charakterisierung von Siliziumsensoren
Zusammenfassung:In dieser Bachelorarbeit soll ein bestehender moderner Versuchsaufbau zur Charakterisierung von Dioden, MOS-Strukturen und Streifensensoren dahingehend erweitert werden, dass Probenadeln gesetzt werden können (Nadelanschlüsse, Mikroskop, Gehäuse,...). Außerdem soll die LabView Software angepasst und die Aufgabenstellung überarbeitet werden.
Sie lernen kennen:Eigenschaften und Charakterisierung von Siliziumsensoren
Referent:Prof. Dr. Thomas Müller
Ansprechpartner:Dr. Alexander Dierlamm
Letzte Änderung:03.07.2019
Thema:Untersuchung des Einflusses von thermischem Stress auf die Funktionalität von Siliziumsensormodulen
Zusammenfassung:In Vorbereitung auf einen kompletten Austausch des Spurdetektors des CMS-Experiments wurde ein Konzept für eine Teststation entwickelt, um den Einfluss von thermischem Stress auf die Funktionalität der am ETP produzierten Siliziumsensormodule zu untersuchen. Im Rahmen dieser Bachelorarbeit soll die Station in Betrieb genommen werden, ein adäquates Steuerungsprogramm zur Koordinierung der Temperaturauslese, der Steuerung von Temperaturzyklen und der elektrischen Auslese und Qualifizierung von Prototypmodulen entwickelt werden.
Sie lernen kennen:Datennahme, Regeln und Steuern, Programmierung
Referent:Prof. Dr. Ulrich Husemann
Ansprechpartner:Dr. Alexander Dierlamm
Letzte Änderung:03.07.2019