Mögliche Abschlussarbeiten

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Allgemeine Themen für Bachelor- und Masterarbeiten

Signalverarbeitung

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der der Digitalisierung von Signalen. Dazu sollen Analogsignale aus einem Szintillationszähler abgetastet und dann weiterverarbeitet werden. Aus den gewonnenen Daten können dann u.a. der Zeitpunkt und die Amplitude des Signals bestimmt werden. Dabei kommen Techniken, wie z.B. Analog-Digital-Wandler (Flash ADCs) und programmierbare Logikbausteine (FPGAs) zum Einsatz, die (nicht nur) in der Kern- und Teilchenphysik eine große Rolle spielen. (hardwareorientiert)

Geforderte Vorkenntnisse: Spaß an Elektronik!

FPGA-Programmierung

Mithilfe programmierbarer Logikbausteine (FPGA=Field Programmable Gate Array) soll eine Koinzidenzlogik für einen Detektor programmiert werden. Die nötigen speziellen Kenntnisse für die Programmierung eines FPGA werden nicht vorausgesetzt. (hardwareorientiert, Simulation)

Aufbau eines Szintillationszählers

Der Nachweis eines Teilchens kann z.B. mithilfe eines Szintillationsdetektors erfolgen. Ziel der Arbeit ist es, einen Szintillationszähler aufzubauen und seine Eigenschaften wie z.B. Zeitauflösung und Ortsauflösung zu bestimmen. (hardwareorientiert)

Physik von Blechblasinstrumenten

Die Resonanzfrequenzen eines zylindrischen Rohres sind die ungeraden Vielfachen der Grundfrequenz.
Die Naturtonreihe von Blechblasinstrumenten enthält jedoch auch die geraden Vielfachen. Dies kommt durch das Zusammenspiel eines zylindrischen Rohres und eines konischen Teils zustande.
In der Arbeit soll die Lage der Resonanzfrequenzen als Funktion des zylindrischen und des konischen Anteils sowohl mithilfe von Simulationen als auch experimentell untersucht werden.

 

Abschlussarbeiten EDM

Reinraum Kirill Grigoryev

Messungen der elektrischen Dipolmomente (EDM) von Elementarteilchen sind mit die wichtigsten Werkzeuge um nach CP-Verletzung jenseits des Standardmodells zu suchen. Das Hauptziel der Jülich-EDM Projektes ist es, EDMs von Proton und Deuteron direkt am Speicherring COSY in Jülich messen.

 

Themenvorschläge

Elektrostatische Deflektoren

Für die EDM-Experimente an COSY werden elektromagnetische oder elektrostatische Deflektoren benötigt. In einer Vakuumkammer werden verschiedene Materialien,Oberflächen, Beschichtungen von Elektroden für elektrostatische Deflektor getestet. Mögliche Themen für Abschlussarbeiten sind:

  • Elektrostatische Feldsimulationen von HV-Deflektoren (mit Maxwell 2D, Comsol oder anderer Simulationssoftware). Einige der simulierten Profile können mit realen Geräten getestet werden.
  • Konstruktion von HV-Vakuumteilen und Tests des elektrostatischen Deflektors im Labor. Dies erfordert Arbeiten im Reinraum mit UHV-Kammer und Hochspannungsquellen sowie das Testen verschiedener Materialien und Polierverfahren.

Spindynamik

Umfangreiche Simulationsrechnungen der Strahl- und Spindynamik in entsprechenden elektromagnetischen Feldkonfigurationen müssen durchgeführt werden, um die optimale Form der elektrostatischen Feldplatten und Magnetfeldkonfiguration festzulegen. Programme zur Strahlsimulation in elektrostatisch-magnetischen Ablenkelementen sind bereits verfügbar und werden laufend weiterentwickelt. Hauptaugenmerk dieser Entwicklung liegt zunächst auf dem Verständnis und der Überprüfung der Strahl- und Spinbewegung in elektrostatischen Feldern. (Simulation)

Polarimetrie

Der Nachweis einer Strahlpolarisation erfolgt mithilfe eines Polarimeters. Die gespeicherten Teilchen werden an einem Target elastisch gestreut. Eine vertikale Polarisation des Strahls äußert sich in einer Links-Rechts Zählratenasymmetrie im Detektor.
Für das Design des Polarimeters sind umfangreiche Simulationsrechnungen und Testmessungen am Kühlersynchrotron COSY in Jülich erforderlich. (Simulation, hardwareorientiert)

Strahldiagnose

Im Rahmen von Experimenten zur Bestimmung von elektrischen Dipolmomenten geladener Teilchen ist es erforderlich verschiedene Strahlparameter des umlaufenden Teilchenstrahls in einem Speicherring präzise zu bestimmen und zu korrigieren. Insbesondere die Strahlintensität, die Strahlposition und das Strahlprofil müssen mit hoher Genauigkeit vermessen und angepasst werden. Dazu sollen im Rahmen von Abschlussarbeiten neuartige Strahldiagnosesysteme, die z.B. auf SQUID-Technologie basieren verglichen werden.

Strahldynamik

Im Rahmen von Experimenten zur Bestimmung von elektrischen Dipolmomenten geladener Teilchen ist es erforderlich die ionenoptische Einstellung des Speicherrings zu optimieren. In diesem Zusammenhang können Experimente am Kühlersynchotron COSY in Jülich durchgeführt und mit Computermodellen verglichen werden. Dazu werden strahlbasierte Messmethoden (Orbit-Response, Beam-Based Alignment) angewendet, die weitreichende Informationen über die ionenoptische Einstellung des Speicherrings liefern.