Max-Planck-Institute for Physics / Werner-Heisenberg-Institute (MPP)

Course with Participations of Group Members

Offers for Theses in the Group

Development of numerical integration algorithm in high-dimensional spaces

You will develop novel integration algorithms in high-dimensional spaces.  Possibilities include various forms of importance sampling algorithms and the further development of the Adaptive Harmonic Mean Integration algorithm using differently chosen volumes for integration.  Test problems will be chosen from physics projects to validate the algorithm.  Good programming skills and knowledge of linear algebra are a pre-requisite for the project.

suitable as

• Bachelor’s Thesis Physics

Supervisor: Allen C. Caldwell

Development of numerical algorithms for integration in high-dimensional spaces and applications to physics problems

You will develop novel integration algorithms in high-dimensional spaces.  Possibilities include various forms of importance sampling algorithms and the further development of the Adaptive Harmonic Mean Integration algorithm using differently chosen volumes for integration.  Test problems will be chosen from physics projects to validate the algorithm.  Good programming skills and knowledge of linear algebra are a pre-requisite for the project.

suitable as

• Bachelor’s Thesis Physics
• Master’s Thesis Nuclear, Particle, and Astrophysics

Supervisor: Allen C. Caldwell

Fitting of multiple vertices with RAVE

B-Mesons mainly decay in a B->D chain. Since the D decay vertex is displaced from the B decay vertex the determination of the B vertex gets biased if tracks from the D decay are included in the fit. The RAVE package allows in principle to fit multiple vertices and hence separate tracks from B and D decays. It should be studied if this feature can be used to improve the vertex resolution.

suitable as

• Bachelor’s Thesis Physics

Supervisor: Allen C. Caldwell

Machine Learning studies for the search for supersymmetric stau leptons with the ATLAS detector at the LHC

Machine Learning-Methoden eroeffnen neue Moeglichkeiten fuer die Suche nach seltenen neuen Teilchen in Proton-Kollision bei hoechsten Energien. Die Effizienz dieser Methoden soll anhand der Suche nach supersymmetrischen stau-Leptonen untersucht werden.

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• Bachelor’s Thesis Physics
• Master’s Thesis Condensed Matter Physics

Supervisor: Hubert Kroha

Monitoring and analysis of performance changes of the PXD Detector during a run

During a run the silicon sensors of the PXD (Pixel vertex detector) suffer from radiation damage which leads to gain changes or even to fatal damages of a pixels. From existing data the PXD properties needs to be extracted and changes should be correlated with the performance of the accelerator.

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• Bachelor’s Thesis Physics

Supervisor: Allen C. Caldwell

Optimization of the fitting procedures to determine ΔΓ in B0d decays

Find the best strategy to measure the width difference ΔΓ between even and odd CP eigenstates of the B⁰_d comparing various analyses methods, e.g. :

Two component fit, weighting, moments, multi-parameter log-likelihood fit, etc.

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• Bachelor’s Thesis Physics

Supervisor: Allen C. Caldwell

Search for Dark Matter in proton proton collisions at 13 TeV enter-of-mass energy with the ATLAS detector

Der Large Hadron Collider (LHC) bietet eine einzigartige Gelegenheit, nach Teilchen der Dunklen Materie zu suchen. Sie machen sich im Detektor durch sogenannte fehlende Energie bemerkbar. Zusaetzlich muessen jedoch bekannte Teilchen als Signal erzeugt werden. Dafuer eignen sich besonders gut Hadronjets, die durch Gluonabstrahlung im Anfangszustand haeufig erzeugt werden, aber auch Eichbosonen und sogar das Higgs-Boson. Die Auswahlkriterien fuer solche Ereignisse werden mit Hilfe simulierter Daten optimiert.

suitable as

• Bachelor’s Thesis Physics
• Master’s Thesis Condensed Matter Physics

Supervisor: Hubert Kroha

Search for invisible Higgs boson decays at the LHC using Machine Learning methods

Neue Machine Learning-Methoden werden immer wichtiger fuer die Suche nach seltenen neuen Teilchen am Large Hadron Collider (LHC). Einiger dieser Methoden sollen fuer die Suche nach unsichtbaren Higgs-Bosonzerfaellen untersucht werden, die Hinweise auf Dunkle Materie liefern koennten.

suitable as

• Bachelor’s Thesis Physics
• Master’s Thesis Condensed Matter Physics

Supervisor: Hubert Kroha

Test of new muon detectors for the ATLAS Experiment at the LHC at high beam intensities

Fuer den Ausbau des ATLAS-Experiments fuer 10-fach hoehere Protonstrahlintesitaeten am LHC werden zur Zeit am Max-Planck-Institut neue praezise Myondetektoren gebaut und in Betrieb genommen. Eingehende Tests dieser Detektoren sollen am Institut und - bei Interesse - am CERN durchgefuehrt werden.

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• Bachelor’s Thesis Physics
• Master’s Thesis Condensed Matter Physics

Supervisor: Hubert Kroha

Study of the mechanical properties of the precision muon tracking detectors for the ATLAS experiment

suitable as

• Bachelor’s Thesis Physics
• Master’s Thesis Condensed Matter Physics

Supervisor: Hubert Kroha

Study of the efficiency of the precision muon tracking detectors of the ATLAS experiment

suitable as

• Bachelor’s Thesis Physics
• Master’s Thesis Condensed Matter Physics

Supervisor: Hubert Kroha

Study of the spatial resolution of the precision muon tracking detectors of the ATLAS experiment

suitable as

• Bachelor’s Thesis Physics
• Master’s Thesis Condensed Matter Physics

Supervisor: Hubert Kroha

Measurement of the optical properties of PEN scintillator for LEGEND200

PEN ist ein industriell hergestelltes Plastikmaterial, das das Interesse als Szintillator für Experimente der Teilchenphysik auf sich gezogen hat. PEN szintilliert im blauen Regime, ideal für viele Photosensoren. Zusätzlich hat PEN exzellente mechanische Eigenschaften. Ausserdem konnte eine sehr extrem niedrige Belastung surch natürliche Radiositope nachgewiesen werden. Dies macht PEN als strukturelles, szintillierendes Material für Experimente zur Suche nach extrem seltenen Ereignissen interessant. In diesem Zusammenhang wurden PEN Platten für das LEGEND200 Experiment zur Suche nach neutrinolosem Doppelbetazerfall hergestellt. Im Rahmen dieser Arbeit sollen die optischen Eigenschaften diser Platten vermessen werden. Es sollen verschiedene PEN Samples mit einem existierenden Messaufbau auf Emissions- und Absorbtionsspektrum, sowie Lichtausbeute und Attenuierungslänge untersucht werden.

PEN is an industrial plastic that  has drawn the interest as a new type of plastic scintillator material. PEN scintillates in the blue regime, which is ideal for most photosensor devices. In addition, PEN has excellent mechanical properties and very good radiopurity has been achieved, which makes it an ideal candidate as an active structural scintillator material in low-background physics experiments. In this context, PEN plates have been produced for use in the LEGEND200 experiment for the search of neutrinoless double beta decay. The goal of this thesis will be the measurement of the main optical properties of PEN. The emission and absorption spectrum, attenuation length, and light output will be measured for several PEN samples using existing setups.

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• Bachelor’s Thesis Physics
• Master’s Thesis Condensed Matter Physics
• Master’s Thesis Nuclear, Particle, and Astrophysics
• Master’s Thesis Biophysics
• Master’s Thesis Quantum Science & Technology

Supervisor: Bela Majorovits

Vorbereitung der Analysen fuer das LEGEND Experiment

Das LEGEND Experiment wird z.Zt. zur Suche nach nutrinolosem
Doppelbetazerfall mit Hilfe von Germaniumdetektoren augfgebaut.
Die LEGEND Gruppe am MPI untersucht in Muenchen zur Vorbereitung
der Analysen in speziell konzipierten Teststaenden
die fundamentalen Eigenschaften der Ladungstraeger in Germanium.
Zur Simulation von Halbleiterdetektoren hat die Gruppe u.a.
das open-source Programmpaket SSD.jl entwickelt.
Bachelorarbeiten koennen vergeben werden fuer
 -- spezialisierte Datennahme und Qualitaetskontrolle,
 -- Simulation von bestimmten Detektorkonfigurationen,
 -- Arbeiten am SSD.jl Paket [incl. Einarbeitung in die Sprache Julia],
 -- Simulationen fuer die Physik von LEGEND.
Interessenten moechten bitte Dr. Iris Abt [isa"at"mpp.mpg.de] und
Dr. Oliver Schulz[oschulz"at"mpp.mpg.de] kontaktieren.

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• Bachelor’s Thesis Physics

Supervisor: Allen C. Caldwell

Current and Finished Theses in the Group