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Dichte und seltsame hadronische Materie

Prof. Laura Fabbietti


We are working mainly on strange things, which sounds maybe odd but it refers simply to particles containing a strange quark.

Why is the study of mesons and baryons with a strange content relevant for the human kind? One of the pioneering ideas behind this study was the hypothesis that neutron stars might have a condensate of strange particles in their core. Astronomers look at neutron stars and determine their mass and radii, we collide nuclei in the laboratory and try to produce high density environments, to measure there strange particles and help theoreticians in constraining models for neutron stars... among other things.


James-Franck-Str. 1
85748 Garching b. München

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Arbeitsgruppe

Professorinnen und Professoren

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter

Lehrangebot der Arbeitsgruppe

Lehrveranstaltungen mit Beteiligung der Arbeitsgruppe

Titel und Modulzuordnung
Grundlagen der Experimentalphysik 2 (LB-Technik)
Diese Lehrveranstaltung ist keinem Modul zugeordnet.
VO 2 Fabbietti, L. Fr, 08:00–09:30, 0502.01.200
Übung zu Grundlagen der Experimentalphysik 2 (LB-Technik)
Diese Lehrveranstaltung ist keinem Modul zugeordnet.
UE 2
Leitung/Koordination: Fabbietti, L.
Termine in Gruppen
Seminar zur Erforschung exotischer Kerne
Zuordnung zu Modulen:
SE 2 Friese, J. Gernhäuser, R.
Leitung/Koordination: Bishop, S.
Mi, 11:00–12:00, PH 2024
Wissenschaftlerin für einen Tag
Diese Lehrveranstaltung ist keinem Modul zugeordnet.
WS 0.4
Leitung/Koordination: Fabbietti, L.

Ausgeschriebene Angebote für Abschlussarbeiten an der Arbeitsgruppe

Analyse Dileptonen aus der Quark Gluon Plasma mit ALICE

Das ALICE Experiment am LHC untersucht Kernmaterie bei extrem hohen Dichten und
Temperaturen. Unter diesen Bedingungen erwartet man einen Phasenübergang von zu
Kernen gebundenen Quarks und Gluonen in einen ungebunden Zustand, dem
Quark-Gluonen Plasma (QGP). Elektron-Positron Paare können wertvolle Hinweise
über die frühe Phase des QGP liefern, da sie mit diesem nicht über die starke
Wechselwirkung interagieren. Sie werden z.B. in Form thermischer Strahlung
emittiert und geben daher direkten Hinweise auf die Temperatur, die in
Schwerionenkollisionen erreicht wird. Darüberhinaus erwartet man die
wiederherstellung der chiralen Symmetrie im QGP, was Auswirkungen auf die
Spektralfunktion von Vektormesonen hat, welche mittels des Zerfalls in
Elektron-Positron Paare gemessen werden kann.

Im Rahmen dieser Masterarbeit können wahlweise Daten von Blei-Blei Kollisionen
oder auch Kontrollexperimente in Proton-Blei und Proton-Proton Kollisionen
analysiert werden. Verschiedene Themenschwerpunkte stehen zur Auswahl:
Datenbasierte Messung von Rekonstruktionseffizienzen; Identifizierung von
Photonenkonversionen; Identifizerung von semileptonischen Zerfällen von D und B
Mesonen. Alle Arbeiten werden in einem C++ Framework (ROOT) durchgeführt.

geeignet als
  • Masterarbeit Kern-, Teilchen- und Astrophysik
  • Masterarbeit Applied and Engineering Physics
Themensteller(in): Laura Fabbietti
Antiteilchen-Produktion in p-Pb Kollisionen bei √sNN=5,02 TeV gemessen mit ALICE am LHC

Die Messung von leichten Antikernen bei niedrigen Energien am Beschleunigern Experimente ist sehr relevant für die indirekte Suche nach dunkle Matterie. Nämlich wird die Annihilation von dunkler Materie mit ihren Antiteilchen antiprotonen, antideutronen und sogar Antihelium Teilchen produzieren und diese Teilchen können von Satelliten Experimenten nachgewiesen werden. Welcher Aufgabe können wir mit dem ALICE Detektor übernhemen? Wir wollen leichten Antiteilchen, die in p+p Kollisionen am LHC produziert werden, messen und die Wirkungsquerschnitt für inelastischen Kollisionen dieser Teilchen innerhalb des ALICE Detektor für das erste Mal bestimmen. Die Reaktionsrate für inelastiche Kollisionen von Antiteilchen ist nicht bekannt und sehr wichtig um die Propagation dieser Teilchen durch den Interstellat Medium zu bestimmen. Insofern wollen wir die LHC Daten gemessen mit ALICE als Quelle der Informationen für die Astrophysik. 

geeignet als
  • Masterarbeit Kern-, Teilchen- und Astrophysik
  • Masterarbeit Applied and Engineering Physics
Themensteller(in): Laura Fabbietti
Development of a Modular Stacking Concept for Scintillating Fiber Trackers

The RadMap Telescope is a TUM-led NASA experiment that will monitor the radiation background on the International

Space Station (ISS). The instrument incorporates several state-of-the-art particle detection technologies and has a

scintillating fiber tracker at its core. As part of this thesis, an existing prototype tracker shall be analyzed and a new,

modular stacking concept shall be developed, constructed, and tested.

Your Tasks

Depending on the time available for your thesis, your work could include some or all of the following tasks:

Familiarize yourself with the working principle of the fiber tracker and associated hardware.

Learn how to use 3D CAD software (SolidWorks) and 3D printers.

Analyze the current tracker prototype from a hardware perspective and identify weak spots in the design.

Support testing of the existing prototype using radioactive sources.

Develop a new, modular stacking concept whose parts can be manufactured on a 3D printer.

Build, evaluate, and test prototype modules.

Support the development, construction, and test of the final flight model.


Experience in 3D CAD design and/or manufacturing techniques is helpful, but not required. You should enjoy working in

the lab and interacting with a young and dynamic team.

geeignet als
  • Bachelorarbeit Physik
  • Masterarbeit Kern-, Teilchen- und Astrophysik
Themensteller(in): Laura Fabbietti
Development of a phenomenological analysis framework to study 3-body interactions

This master thesis speaks to students who are are looking for a scinetific task between experimental physics and phenomelogy. It adresses the study of 3-particles interactions using the measurement of the correlation in the momentum space of particle triplets produced at the LHC in p+p collisions at 7 and 13 TeV and measured by ALICE. The candidate will have to contribute in developing a framework to solve a Schroedinger equation for 3 particle assuming different interacting potentials and confront the extracted observables with measurable quantities. The final goal is to develop a framework to study the Lambda- nucleon-nucleon interaction and deduce finally the equation of state od dense neutron star matter onctianing als hyperons and the corresponding predictions for neutron star masses and radii. The development of the 3-body interaction analysis is a fundamental step within this physics program.

A postdoc with training in theory will supervise the work of the candidate. 

geeignet als
  • Masterarbeit Kern-, Teilchen- und Astrophysik
Themensteller(in): Laura Fabbietti
Development of Neural-Network based algorithms for antiparticle detection in satellite experiments

The detection of low energy antinuclei in satellite and baloon experiments is one of the possible signatures of Dark Matter annihiliation, so called indirect search of dark matter candidates. The experiments either taking data currently or planned for the next decade can observe only particle with energies higher than 300 MeV, so that the low energy range is not covered yet at all. We are developing new tehcnologies to detect low energy antinuclei and also new method to reconstruct the particle tracks stopped either in scintillators or silcon detectors and determine at the same time the particle identity exploiting neural-network based methods.

Some programming experience in c++ would be an advantage for this project. The task consists in porting existing statistical tracking methods to neural-networks method and test both simulation and experimental data acquired with different prototypes developed in the group for the same purpose.

geeignet als
  • Masterarbeit Kern-, Teilchen- und Astrophysik
  • Masterarbeit Applied and Engineering Physics
Themensteller(in): Laura Fabbietti
Study of η’ → γ γ decays

The η’ meson would be the ninth Goldstone boson that arises from the spontaneous breaking of chiral symmetry of QCD (in addition to three π, four kaons and the η). Its mass is significantly higher than that of the η which is commonly explained by the UA(1) anomaly of QCD.

In ultrarelativistic heavy-ion collisions a state of deconfined quarks and gluons, the quark-gluon plasma (QGP) is created. It is predicted that in such a system chiral symmetry is restored as well. It is unclear if also the UA(1) symmetry is restored. The measurement of η’ properties (pole mass and width) in heavy-ion collisions could provide insights. However, the vacuum width of the η’ meson is only 200 keV which leads to a lifetime of O(1000 fm/c) that is much larger than the typical fireball lifetime of O(10 fm/c). Still, some theoretical calculations[i] predict significant collisional broadening of the η’ which would reduce the in-medium lifetime to the level of the fireball lifetime. In this case, it should be possible to reconstruct the in-medium decay into two photons with the η’ in-medium properties, where the photons leave the fireball unperturbed by strong final state interactions.

In this project, one would start with a feasibility study of the η’ measurement in proton-proton collisions with the ALICE experiment at the LHC. Following rough estimates of the acceptance and efficiencies using in Monte Carlo simulation techniques, a real data analysis would be performed. This would lay the foundation for future measurements in lead-lead collisions with ALICE.

[i]E. Perotti, C. Niblaeus, S. Leupold, Nucl. Phys. A950 (2016) 29.

geeignet als
  • Bachelorarbeit Physik
  • Masterarbeit Kern-, Teilchen- und Astrophysik
Themensteller(in): Laura Fabbietti
Untersuchung der In-Medium Eigenschaften der Hadronen

Das HADES Experiment, dass sich an dem Beschleuniger SIS18 (GSI, Darmstadt) befindet, befasst sich mit dem Verständnis über die Erzeugung und Eigenschaften von Teilchen in nuklearer Materie. In unserer Gruppe liegt der    Schwerpunkt auf der Untersuchung von Teilchen, die mindestens ein s-­‐Quark  enthalten (K0, K+, K-­‐ und Φ). Im Zuge dessen wurde bereits die Wechselwirkung von Kaonen mit Nukleonen in Proton-­‐ und Ion-­‐induzierten Reaktionen studiert. Die FOPI Kollaboration bestätigte schon das durch die Theorie hervorgesagte repulsive Kaon-­‐Nukleon Potential in pion-­‐induzierten Reaktionen, bei denen ein K0 im Ausgangskanal entsteht, mit einer Stärke von 20 MeV. Dieser Wert steht jedoch im Widerspruch zu dem von HADES gemessen Potential von 40 MeV in Ar+KCl, p+p und p+Nb Reaktionen. Daher wurde im Jahr 2014 ein Experiment mit einem sekundären Pionenstrahl auf zwei verschiedene Targets (Wolfram und Kohlenstoff) durchgeführt, welches weitere Aufschlüsse über die Stärke des Potentials geben soll. Pion-­‐induzierten Reaktionen eröffnen die Möglichkeit, den Bereich von niedrigen Transveralimpulsen, die besonders sensitive auf das repulsive Potential sind, zu studieren. Im Rahmen dieser Arbeit soll weiterführend die Stärke, des repulsiven Potential für neutral geladene Kaonen, in beiden nuklearen Umgebungen ( π-­‐+W, π-­‐+C) untersucht werden.

geeignet als
  • Bachelorarbeit Physik
Themensteller(in): Laura Fabbietti

Abgeschlossene und laufende Abschlussarbeiten an der Arbeitsgruppe

Production of antiparticles in p-Pb collisions at √sNN=5.02 TeV measured with ALICE at the LHC
Abschlussarbeit im Bachelorstudiengang Physik
Themensteller(in): Laura Fabbietti
Discharge propagation studies with a single GEM in Ar-CO2 (90-10)
Abschlussarbeit im Bachelorstudiengang Physik
Themensteller(in): Laura Fabbietti
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