3.etg - Fysikkbygningens østfløy, Blindern
Leder : Professor Steinar Stapnes, rom Ø381
Web side med mail-addresser og tlf. nr : http://www.fys.uio.no/epf

Tall om studenter og ansatte (for 1996) :
Professorer : 5
Professor II : 1
Hovedfagsstudenter : 7
Uteksaminerte hovedfag : 9
Dr.gradsstudenter : 5
Disputert : 1
Stipendiat : 1
Stipendiater, eksterne : 2
Vit. assistent : 1
Avdelingsingeniører : 2

Gruppens faglige profil.

Eksperimentell elementærpartikkelfysikk omfatter det eksperimentelle studium av naturens minste byggesteiner og, like viktig, av kreftene som virker mellom dem.
 
 

 Skissen viser hvordan naturen bygges opp av mindre, mer fundamentale partikler.

Den såkalte standardmodellen beskriver godt de aller fleste eksperimentelle resultater innen partikkelfysikk, men det er mange grunner til at mange innen fagfeltet tror det finnes fysikk utover standardmodellen. Standardmodellen er en kvantefelt-teori der byggesteinene er kvarker og leptoner organisert i tre generasjoner.

Teorien bygger på endel fundamentale symmetrier i naturen, som lokal gaugeinvarians, Lorentz invarians og også CPT (ladningskonjugasjon paritet tidsreversjon) -invarians. De grunnleggende kreftene i naturen er tyngdekraften, de elektrosvake krefter og fargekreftene (de såkalte sterke kreftene som studeres i kjernefysikk er krefter som er avledet av fargekreftene på liknende måte som van der Waals krefter og kjemiske bindingskrefter er avledet av den elektromagnetiske vekselvirkning). I tillegg inneholder standardmodellen feltpartiklene som kvarkene og leptonene utveksler når de vekselvirker. Disse er fotonet (for den elektromagnetiske komponent av de elektrosvake krefter), vektorbosonene W⁺, W^- og Z^o (for den svake komponenten) og åtte gluoner (for fargekraften). Dessuten finnes det i modellen et boson som er innført for å kunne forklare at vektorbosonene og byggesteinene har masse (Higgs-bosonet). Ved å innføre et skalar-felt i vakuum som kobler til partiklene i standardmodellen, kan masse innføres via den såkalte Higgs-mekanismen.

Dagens eksperimentelle partikkelfysikk er i stor grad dominert av målinger av parametre i standardmodellen, søk etter manglende objekter og mekanismer i standardmodellen (Higgs-mekanismen, CP-brudd, langlivede bundne gluontilstander (glueballs)) og søk etter fysikk utover standardmodellen (supersymmetriske partikler, sammensatte kvarker og leptoner, sammensatte vektorbosoner, nye tunge leptoner osv). Ved grundige målinger undersøker man selve fundamentet for dagens kvantefelt-teorier, nemlig symmetriene som underligger dem og de felt som inngår i dem. Dagens virksomhet innen partikkelfysikk tar også opp grunnleggende spørsmål om universets opprinnelse, ekspansjon, materie/antimaterie innhold og massetetthet idet man undersøker de kreftene og feltene som inngikk i det tidlige univers da energitettheten var mye høyere.

Hovedtyngden av gruppens aktivitet foregår i forbindelse med internasjonale prosjekter ved CERN (det europeiske senteret for forskning i høyenergifysikk ved Genève). Akseleratorkompleksene ved CERN og det omfattende internasjonale forskningsmiljøet utgjør en spennende atmosfære for både studenter og ansatte ved Fysisk Institutt.
 
 
CERN - det europeiske senteret for partikkelfysikk

Gruppen deltar i planlegging, konstruksjon, oppbygging og styring av eksperimenter både på software og hardware siden, og i den etterfølgende analyse av data fra eksperimentene. Gruppen har nylig også involvert seg i et prosjekt ved DESY-laboratoriet i Hamburg i forbindelse med studier av tunge kvark-systemer.

Virksomheten er i dag karakterisert ved høy grad av internasjonalt samarbeid om store, teknologisk svært avanserte eksperimenter. Ved å delta i disse internasjonale forskningsprosjektene kan vi tilby data-analyse oppgaver der våre studenter får anledning til å analyse og tolke data fra eksperimenter der man angriper noen av de mest fundamentale spørsmål man har innen grunnforsking i fysikk. Mange av disse eksperimentene stiller krav som bare det ypperste av samtidens elektronikk-, sensor-, data-, vakuum-, og magnet-teknologi kan tilfredsstille - mange ganger har kravene som stilles innenfor den eksperimentelle høyenergifysikk ført til nyutviklinger innenfor disse områdene. Instrumenteringsoppgaver er derfor også en sentral del av gruppens virksomhet. EPF-gruppen kan derfor tilby hovedfagsprosjekter både for studenter med sterk fysikk-bakgrunn og for studenter med måleteknisk bakgrunn.

I det følgende gir vi en kort ufullstendig beskrivelse av hvert av prosjektene EPF-gruppen for tiden (høsten 1997) tilbyr hovedfagsoppgaver innenfor.

Gruppens forskningsvirksomhet.

En hovedgren av virksomheten er tilknyttet data-analyse der man med omfattende programmer analyserer data fra eksperimentene og tolker dataene utfra de modeller man har. Dette omfatter en bred virksomhet innen numerisk analyse, simuleringsmetoder, on-line analyse/kontroll og off-line data-analyse. En grundig simulering av både fundamentale fysikkprosesser og detektor-respons utføres. Som deltakere i disse store internasjonale eksperimentene har vi adgang til data og analyseverktøy utviklet innen dette samarbeidet og ved UiO foretas omfattende og avanserte analyser av dataene. Resultatene og fremdrift rapporteres jevnlig til samarbeidspartnerne og publiseres.

En reaksjon i DELPHI-detektoren der signalene i detektorene er vist. Etter at rekonstruksjonsalgoritmene har blitt utført kan man tydelig se hva som har skjedd og hvilke reaksjoner som har foregått. I dette tilfellet er det produsert to W-partikler som hver henfaller til to kvarker.

Den andre hovedvirksomheten i gruppen er tilknyttet instrumentering. Problemene tilknyttet strålingsdeteksjonsystemer, systemmontasje, signalbehandling og on-line kontroll og utlesning av disse systemene, er av de mest fundamentale innen detektorutvikling og har relevans langt utenfor eksperimentell partikkelfysikk. Både innen medisinsk avbildning og for inspeksjonssystemer brukes halvleder-detektorer i økende grad. Instrumenteringsvirksomheten i gruppen er derfor svært viktig og gruppen deltar i konstruksjon av fremtidens detektorer ved CERN. Gruppen har bygget opp et omfattende infrastruktur ved UiO der man utvikler, konstruerer og tester sensorsystemene før de installeres ved CERN.

To silisiumsensorer, båndet til en integrert krets som er satt på en tykkfilmhybrid
 
Gruppen er involvert i 4 eksperimenter ( ATLAS, DELPHI, HERA-B og WA102 ) og tilbyr oppgaver innen disse :
....osv