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Doktorarbeiten

Higgs Physik bei ATLAS

Ein wesentlicher Forschungsschwerpunkt des ATLAS-Experiment am LHC wird die Untersuchung des Ursprung der Teilchenmassen darstellen. Damit eng verbunden ist die Frage nach der Existenz des so genannten Higgs-Bosons. Der experimentelle Nachweis dieses Teilchens, das im Standardmodell der Teilchenphysik im Zusammenhang mit der Massengenerierung postuliert wird, ist bislang nicht gelungen. Von theoretischer Seite existieren keine Vorhersagen über seine Masse, es wird lediglich erwartet, dass es leichter als etwa 1000 GeV/c² sein soll.

In zahlreichen Studien wurde in den vergangenen Jahren gezeigt, dass im ATLAS-Experiment die Frage nach der Existenz dieses Teilchens geklärt werden kann. Sollte das Higgs-Boson existieren, wird es möglich sein, dieses nach relativ kurzer Laufzeit in verschiedenen Zerfallskanälen nachzuweisen (vorausgesetzt natürlich, dass die LHC-Maschine und der ATLAS-Detektor die angenommene Leistungsfähigkeit erreichen).

Unsere Arbeitsgruppe beteiligt sich seit mehreren Jahren intensiv an Studien zur Higgs-Physik in ATLAS. Momentan liegen die Schwerpunkte unserer Arbeit auf folgenden Themen:

  • Bestimmung der ATLAS-Entdeckungspotentials für ein Standardmodell Higgs-Boson unter Berücksichtigung theoretischer next-to-leading-order-Rechnungen für Signal und Untergrund
  • Studien zum Higgs-Boson Nachweis in Endzuständen mit Tau-Leptonen (Standardmodell und supersymmetrische Erweiterungen)
  • Untersuchungen zur Bestimmung der Higgs-Boson-Parameter einschließlich der Higgs-Boson Selbstkopplung

 
Arbeitsausrichtung

Die Ausrichtung der Arbeiten kann -je nach Themenbereich- unterschiedlich gestaltet werden. Schwerpunkte können liegen auf Computersimulationen des Detektorverhaltens, auf der Implementation theoretischer Rechnungen in Monte Carlo Programme, auf der Entwicklung von Analysen mit Hilfe von in Monte-Carlo Rechnungen erzeugten Datensätzen. Je nach Ausrichtung der Arbeit ist eine Zusammenarbeit mit Theoretikern denkbar.
Im Rahmen aller Arbeiten können Kenntnisse in experimentellen Methoden (Monte Carlo-Simulationen, statistische Methoden der Datenanalyse), im Umgang mit Computern und Computer-Clustern, großen Programmpaketen und modernen Programmiersprachen (C++, root, Python) und in der Phänomenologie der Elementarteilchen erworben werden.


Bestehende Arbeitsgruppe

Karl Jakobs, Karsten Köneke und Christian Weiser.
Im Rahmen des ATLAS-Experiments bestehen auch Kollaborationen mit Arbeitsgruppen aus Bonn, Mailand und Krakau.

Kontakt

Karl.Jakobs@cern.ch
oder persönlich im 3. Stock, GMH Physik.

 

Detektorphysik


The Physics Institute at the Albert-Ludwigs-University of Freiburg (Germany) has two openings for Doctoral Students to work on the Development of Semiconductor Detectors.

Successful candidates are expected to work in the field of semiconductor detectors, primarily on silicon detectors for high-energy particle physics. The activities of our group in this area extend over the following topics:

  • Development of silicon strip detector module concepts and layouts for the ATLAS HL-LHC upgrade;
  • R&D on radiation hard silicon detectors.

 

Two project proposals are given below. Full details of the PhD topic will be decided together with the successful applicant. The PhD course involves cooperation with national and international groups working the field, as well as interaction with the electrical and mechanical workshops of our institute.

Applicants should hold a very good Masters degree or Diploma in particle physics. Experience with semiconductor detectors would be an extra asset. The university is seeking to increase the number of female scientists and therefore encourages suitably qualified women to apply.

The positions are available until filled. Applications, including a CV, should be sent to:

Christina Skorek
Universität Freiburg
Physikalisches Institut
Hermann-Herder-Str. 3
79104 Freiburg

or via email to christina.skorek@physik.uni-freiburg.de.

More information can be obtained from:

  • Dr. Susanne Kühn, susanne.kuehn@physik.uni-freiburg.de, phone +49 761 203 8534
  • Dr. Ulrich Parzefall, ulrich.parzefall@physik.uni-freiburg.de, phone +49 761 203 5960
  • Prof. Karl Jakobs, karl.jakobs@uni-freiburg.de

 

Project Proposals

1) Silicon detectors form the key precision tracking device in all LHC experiments, with a significant increase in silicon area foreseen for the HLLHC detector upgrades. This thesis project is centered on a study of new sensors, which will be produced on 6- and 8-inch p-type wafers from leading manufacturers. Several test systems and a number of techniques should be used to investigate the novel sensors. In the course of the thesis, the applicant is expected to commission an Edge-TCT setup to operate at cold temperatures. Afterwards, systematic measurements with complementary setups like a beta-source, laser system and an Edge-TCT system are planned to be conducted to enhance the understanding of these silicon strip sensors. The aim is to fully determine the sensors' performance before and after irradiation to high doses, including annealing behaviour. Moreover, the studies are foreseen to evaluate whether they are applicable as radiation hard sensors for the upgrade of the silicon strip tracker of the ATLAS experiment.

 

2) The Freiburg silicon detector group is heavily involved in the upgrade of the strip tracking detector of the ATLAS experiment. The candidate is expected to investigate silicon strip-detector prototypes in a range of different sensor technologies and layouts. This includes connecting sensors to new binary front-end readout electronics which is under development in the ATLAS Inner Tracker Collaboration. In the course of the thesis project, the development, assembly and testing of silicon-module prototypes is foreseen. Their performance will be evaluated in the laboratory, in test beam and irradiation tests. Moreover, assembly methods need to be developed in order to significantly contribute to the large-scale production of the upgrade silicon strip tracker of the ATLAS detector.

 

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