Forskning - Studier - Eksperimentell partikkelfysikk - Hovedoppgaver - ATLAS

Hovedoppgaver ved ATLAS-eksperimentet

Large Hadron Collider (LHC) er en proton-proton kollisjonsmaskin som skal bygges i den eksisterende LEP-tunnelen ved CERN. Akseleratoren med 14 TeV massesenterenergi og 40 MHz kollisjonsrate ventes å være klar i 2006. Vår gruppe deltar i ATLAS, det ene av to planlagte generelle proton-proton-eksperimenter. Fysikkmålene for disse er søk etter Higgspartikler og studier av Higgsmekanismen, standardmodellmålinger og utforskning av CP-bruddet i b-kvark systemet, samt søk etter fenomener utenfor standardmodellen, som f eks supersymmetri.

ATLAS sin "Physics Coordination"-gruppe vedlikeholder en liste over mulige oppgaver i både fysikk og/eller detektorstudier som kan finnes på http://home.cern.ch/~gianotti/phys_theses.html.

Måleteknikk

I samarbeid med Universitetet i Bergen og SINTEF-SI er gruppen for eksperimentell partikkelfysikk involvert i utvikling, konstruksjon og bygging av silisium spordetektoren SCT (SemiConductor Tracker) for ATLAS. Vårt arbeid foregår innenfor områdene halvlederfysikk, elektronikksystemer, høypresisjonsmekanikk og kjøling samt elektronisk datainnsamling. Vi har bygget opp en omfattende rentrom- og labvirksomhet tilknyttet de eksperimentelle utfordringene. Hovedfagsoppgaver i måleteknikk tilknyttet ATLAS prosjektet kan derfor tilpasses studentens interesse og bakgrunn til å omfatte hardware, software eller analyse av teststråledata. Det vil være mulig å knytte oppgavene opp mot eksterne grupper som digitalteknikk ved IFI, SINTEF/SI eller industri. Lengre opphold ved CERN vil i enkelte tilfeller være ønskelig og/eller nødvendig.

Måleteknikk-prosjektene kan deles i 4 grupper:

Utvikling av silisiumdetektorer: Vi utvikler strålingsharde silisiumdetektorer i samarbeid med SINTEF/SI og Univ. i Bergen. Disse sensorene måler partikkelposisjoner med stor presisjon og høy effektivitet. Hovedfagsprosjektene er tilknyttet simuleringsstudier, design og testing av detektorer i lab og ved CERN. Oppgaver tilknyttet disse testene krever fundamentale halvlederkunnskaper og evne til å jobbe selvstendig med avansert apparatur. Det kan være aktuelt å utføre noen av disse prosjektene ved SINTEF/SI. Kontaktperson: Steinar Stapnes.
Hybriddesign og modulutvikling: Sammen med våre internasjonale partnere arbeider vi med utvikling og bygging av detektormoduler som inkluderer sensorer, front-end elektronikk og mekanisk struktur. Hovedfagsarbeidet kan rettes mot hybriddesign eller operasjon av modulene og vil inneholde en blanding av software og hardwareutvikling. Vi vil også kunne tilby prosjekter som er tilknyttet mekanisk sammensetning, høypresisjonsmontering og bygging av et komplett sett moduler. Kontaktpersoner: Alex Read, Steinar Stapnes.
Testing av integrerte detektorsystemer: Modulene ovenfor skal testes, installeres og leses ut i en teststråle og det kan tilbys flere oppgaver i forbindelse med datainnsamling og analyse av data fra disse modulene. Større prototypesystemer bestående av 20-100 komplette moduler skal installeres og opereres på CERN. Det kan defineres en rekke spennende oppgaver innen dette prosjektet tilknyttet system-kontroll, utlesning og data-analyse. Kontaktperson: Steinar Stapnes.
Kjølestudier for ATLAS SCT: I samarbeid med SINTEF/SI kan vi tilby oppgaver innenfor studier og utvikling av kjølesystemer for integrert elektronikk og silisiumsystemer. Avansert pakketeknikk, materialstudier, termisk stabilitet og ledningsevne er stikkord for denne typen oppgaver. Disse problemstillingene er også helt sentrale innen industriell mikrosystemdesign og produksjon slik at denne typen oppgaver er godt egnet for studenter som ønsker en generell bakgrunn i silisium-mikrosystemkonstruksjon. Kontaktpersoner: Helge Kristiansen

Dataanalyse og partikkelfysikk

For å være best mulig forberedt til analysen av framtidige fysikkdata fra ATLAS, ønsker gruppen å utvikle aktiviteter innen dette området. Her finnes utfordringer både innen teknologi og fysikk:

Partikkelfysikk-fenomenologi: LHC-eksperimentene åpner helt nye muligheter for utforskning av høyenergiområdet. De fleste innen forskningsfeltet venter at standardmodellen vil bryte sammen i området her, spørsmålet er hvordan? Mange av modellene involverer supersymmetri (SUSY) i en eller annen form. Med ulike parametere gir teoriene vidt forskjellige forutsigelser for produksjonstverrsnitt og eksperimentelt tilgjengelige henfallskanaler. Kunnskap om dette er avgjørende for å kunne oppdage og studere ikke-standard fysikk. En hovedoppgave innen dette feltet passer for studenter med teoretisk legning og interesse for fundamentale problemstillinger i fysikken. Kontaktperson: Steinar Stapnes.
Databehandling: Med datamengder opp mot pentabyte-området og signal/støyforhold godt under 10^-6 står man overfor formidable IT-utfordringer. Dette gjelder design av software (objektorientering), organisering og distribusjon av data (objektorienterte databaser, nettverksteknologi, maskinvare) og utvikling av algoritmer (mønstergjenkjenning, neurale nett rekonstruksjonsalgoritmer). Studenter med interesser innenfor disse feltene vil kunne finne interessante oppgaver, eventuelt i samarbeid med eksterne institusjoner. Kontaktpersoner: Are Standlie, Steinar Stapnes.


Kontakt gruppelederen