Proponowane tematy prac licencjackich/magisterskich:
1. Analiza danych satelitarnych dotyczących koncentracji aerozoli w rejonie Obserwatorium Pierre Auger
(Analysis of satellite data concerning the concentration of aerosols in the area of the Pierre Auger Observatory)
W Obserwatorium Pierre Auger badamy wielkie pęki atmosferyczne: kaskady cząstek wtórnych inicjowane przez cząstki promieniowania kosmicznego o najwyższych znanych energiach: rzędu 10^20 eV - tj. wiele milionów razy większych niż energie możliwe do uzyskania w ziemskich akceleratorach.Natura tych cząstek wciąż nie jest znana - pomóż nam rozwikłać zagadkę czekającą na rozwiązanie od ponad 50-ciu lat. Twoja praca przyczyni się do lepszego zrozumienie wpływu aerozoli obecnych w atmosferze ziemskiej na interpretację danych.
2. Badanie wpływu niejednorodności w rozkładzie aerozoli w rejonie Obserwatorium Pierre Auger na rekonstrukcję perametrów wielikich pęków atmosferycznych w kontekście poszukiwań efektów Nowej Fizyki.
(Influence of the inhomogeneities in the aerosol concentration over the Pierre Auger Observatory on reconstruction of extensive air showersas a way to explore exotic physics effects)
W Obserwatorium Pierre Auger badamy wielkie pęki atmosferyczne: kaskady cząstek wtórnych inicjowane przez cząstki promieniowania kosmicznego o najwyższych znanych energiach: rzędu 10^20 eV - tj. wiele milionów razy większych niż energie możliwe do uzyskania w ziemskich akceleratorach. Twoja praca przyczyni się do lepszego zrozumienie wpływuaerozoli obecnych w atmosferze ziemskiej na interpretację danych i być może do wskazania obserwowalnychśladów Nowej Fizyki.
3.Testowanie modeli Nowej Fizyki poprzez obserwację (lub jej brak) wielkich pęków atmosferycznych inicjowanych przez duże kaskady fotonów
(Probing New Physics trough (non)observation of extensive air showers induced by large cascades of photons)
W Obserwatorium Pierre Auger badamy wielkie pęki atmosferyczne: kaskady cząstek wtórnych inicjowane przez cząstki promieniowania kosmicznego o najwyższych znanych energiach: rzędu 10^20 eV - tj. wiele milionów razy większych niż energie możliwe do uzyskania w ziemskich akceleratorach. Wielkie pęki mogą być inicjowane również przez kaskady fotonów i elektronów powstałe ponad atmosferą w wyniku niestandardowych procesów elektromagnetycznych. Identyfikacja przynajmniej niektórych typów takich kaskad powinna być możliwa poprzez analizę własności niestandardowych wielkich pęków. Rozejrzyj się ponad paradygmatem i działaj.
4. Wpływ pola geomagnetycznego na własności wielkich pęków atmosferycznych inicjowanych przez duże kaskady elektromagnetyczne
(Influence of the geomagnetic field on the properties of extensive air showers initiated by super-preshowers.)
W Obserwatorium Pierre Auger badamy wielkie pęki atmosferyczne: kaskady cząstek wtórnych inicjowane przez cząstki promieniowania kosmicznego o najwyższych znanych energiach: rzędu 10^20 eV - tj. wiele milionów razy większych niż energie możliwe do uzyskania w ziemskich akceleratorach. Wielkie pęki mogą być inicjowane również przez kaskady fotonów i elektronów powstałe ponad atmosferą w wyniku niestandardowych procesów elektromagnetycznych. Identyfikacja przynajmniej niektórych typów takich kaskad powinna być możliwa poprzez analizę zależności własności wielkich pęków od pola geomagnetycznego. Pracując w tym kierunku bedziesz miał/miała więc szansę na pośrednią obserwację przejawów zmodyfikowanej elektrodynamiki kwantowej - czyli na udział w dokonaniu długo oczekiwanego przełomu w nauce.
5. Symulacje kaskadowania elektromagnetycznego fotonów o energiach rzędu 10^20 eV podczas propagacji w przestrzeni międzyplanetarnej
(Simulation of electromagnetic cascading of 10^20 eV photons during their propagation through the Solar System)
W Obserwatorium Pierre Auger badamy wielkie pęki atmosferyczne: kaskady cząstek wtórnych inicjowane przez cząstki promieniowania kosmicznego o najwyższych znanych energiach: rzędu 10^20 eV - tj. wiele milionów razy większych niż energie możliwe do uzyskania w ziemskich akceleratorach. Wielkie pęki mogą być inicjowane również przez kaskady fotonów i elektronów powstałe ponad atmosferą w wyniku oddziaływań zachodzących w niezbyt dokładnie znanych obszarach Układu Słonecznego. Jeżeli okazałoby się, że te kaskady występują powszechnie, należałoby gruntownie zweryfikować naszą więdzę o promieniach kosmicznych skrajnie wysokich energii. Możesz w tym uczestniczyć.
6. Numeryczna analiza równań elektrodynamiki kwantowej opisujących rozszczepienie fotonu o bardzo dużej energii na fotony wtórne
(Numerical analysis of QED equations describing the photon splitting effect in the regime of ultra-high energies)
W Obserwatorium Pierre Auger badamy wielkie pęki atmosferyczne: kaskady cząstek wtórnych inicjowane przez cząstki promieniowania kosmicznego o najwyższych znanych energiach: rzędu 10^20 eV - tj. wiele milionów razy większych niż energie możliwe do uzyskania w ziemskich akceleratorach. Wielkie pęki mogą być inicjowane również przez kaskady fotonów i elektronów powstałe ponad atmosferą w wyniku rozszczepienia fotonu pierwotnego na fotony wtórne (ang. photon splitting). Zjawisko rozszczepienia fotonu nie zostało dotąd potwierdzone eksperymentalnie a wydaje się, że mogłoby być obserwowalne pośrednio w naszym Obserwatorium. Potrzebujemy jednak dokładnych obliczeń dotyczących przewidywań obserwacyjnych dla różnych założeń. Okazuje się że numeryczne opracowanie istniejących równań jest wysoce nietrywialne. Potrzebujemy Twojej pomocy.
7. Projektowanie i konstrukcja ekonomicznego detektora wielkich pęków atmosferycznych
(Design and construction of an economical detector of extensive air showers)
Niektóreegzotyczne procesy fizyczne mogą skutkować powstawaniem skorelowanych wczasie lecz znacznie odległych przestrzennie wielkich pęków atmosferycznych. Rejestracja takich zdarzeń może okazać się możliwa jedynie przy pomocy unikalnej infrastruktury detekcyjnej: światowej sieci niewielkich i tanich detektorów z dobrze zsynchronizowanymi zegarami. Projekt dopiero startuje, możesz być jednym z pionierów.
8. Projektowanie i konstrukcja rozproszonej i zdywersyfikowanej sieci ekonomicznych detektorów promieniowania kosmicznego
(Design and construction of a distributed and diversified network of economical cosmic-ray detectors)
Niektóre egzotyczne procesy fizyczne mogą skutkować powstawaniem skorelowanych w czasie lecz znacznie odległych przestrzennie wielkich pęków atmosferycznych. Rejestracja takich zdarzeń może okazać się możliwa jedynie przy pomocy unikalnej infrastruktury detekcyjnej: światowej sieci niewielkich i tanich detektorów z dobrze zsynchronizowanymi zegarami. Projekt dopiero startuje, możesz być jednymz pionierów.
9. Studium efektywności detekcji wielkich pęków atmosferycznych w rozproszonej i zdywersyfikowanej sieci małych detektorów promieniowania kosmicznego o różnych konfiguracjach
(A study of an air shower detection efficiency in a distributed and diversified network of economical cosmic-ray detectors)
Niektóre egzotyczne procesy fizyczne mogą skutkować powstawaniem skorelowanych w czasie lecz znacznie odległych przestrzennie wielkich pęków atmosferycznych. Rejestracja takich zdarzeń może okazać się możliwa jedynie przy pomocy unikalnej infrastruktury detekcyjnej: światowej sieci niewielkich i tanich detektorów z dobrze zsynchronizowanymi zegarami. Projekt dopiero startuje, możesz być jednymz pionierów.
10. Poszukiwanie wielkich pęków atmosferycznych skorelowanych w czasie jako potencjalnej sygnatury procesów Nowej Fizyki
(Search for cosmic-ray events clustered in timeas a potential signature of New Physics)
Niektóre egzotyczne procesy fizyczne mogą skutkować powstawaniem skorelowanych w czasie lecz znacznie odległych przestrzennie wielkich pęków atmosferycznych. Rejestracja takich zdarzeń może okazać się możliwa w Obserwatorium Pierre Auger, największym istniejącym detekotrze promini kosmicznych. Pomóż nam to sprawdzić.
11. Projektowanie i wykonanie układu elektronicznego do rejestracji cząstek egzotycznych w eksperymencie Baikal-GVD
(Design and construction of the electronic system to detect exotic particles in the Baikal-GVD experiment)
Jezioro Bajkał to nie tylko wspaniały obiekt przyrodniczy. To możebyć również gigantyczny detektor neutrin oraz, być może, egzotycznych - choć oczekiwanych przez niektórych fizyków - cząstek. A konkretnie - nasz zespół poszukuje monopoli magnetycznych, które wpadną do Baikału, i mamy na to grant. Dołączysz?
12. Propagacja monopoli magnetycznych w wodzie
(Propagation of magnetic monopoles in water)
Jezioro Bajkał to nie tylko wspaniały obiekt przyrodniczy. To możebyć również gigantyczny detektor neutrin oraz, być może, egzotycznych - choć oczekiwanych przez niektórych fizyków - cząstek. A konkretnie - nasz zespół poszukuje monopoli magnetycznych, które wpadną do Baikału, i mamy na to grant. Dołączysz?
13. Badanie własności wielkich pęków atmosferycznych inicjowanych przez monopole magnetyczne
(A study on characteristics of extensive air showers initiated by magnetic monopoles)
Jezioro Bajkał to nie tylko wspaniały obiekt przyrodniczy. To możebyć również gigantyczny detektor neutrin oraz, być może, egzotycznych - choć oczekiwanych przez niektórych fizyków - cząstek. A konkretnie - nasz zespół poszukuje monopoli magnetycznych, które wpadną do Baikału, i mamy na to grant. Dołączysz?
14. Projekt i wykonanie prototypu internetowego systemu wymiany informacji w ramach dużej międzynarodowej współpracy naukowej
(Design and construction of a prototype of an internet system for an exchange of inforamtion in a large scientific collaboration)
Długooczekiwany przełom w nauce może się dokonać w ramach rozległej współpracy naukowej. Aby taka współpraca była optymalnie efektywna potrzebny jest sprawny, wielofunkcyjny system komunikacyjny. Coś jak Facebook tylko do poważniejszych zastosowań. Popracuj z nami w tym kierunku.
15. Poszukiwanie sygnatur procesów Nowej Fizyki w danych eksperymetów rejestrujących promieniowanie Czerenkowa indukowane przez cząstki o bardzo dużych energiach
(Search for the New Physics signatures in the data of the experiments recording Cherenkov radiaition induced by particles of extremely high energies)
Promieniowanie Czerenkowa jest indukowane przez naładowane cząstki poruszające się w danym ośrodku szybciej niż światło w tym samym ośrodku. Fotony Czerenkowa są sygnałem dla astronomii gamma i tłem dla detektorów promini kosmicznych o skrajnie wysokich energiach. Oczekujemy, że niektóre egzotyczne cząstki, na przykład monopole magnetyczne, mogą wywołać emisję światła Czerenkowa o niestandardowym natężeniu i rozkładzie kątowym. Takie "niepodobne do niczego" przypadki najcześciej nie są analizowane - odrzuca się je zgodnie z kryteriami doboru danych oodpowiednio "dobrej" jakości. Pomóż nam odszukać "dziwne" przypadki w danych z Obserwatorium Pierre Auger oraz z eksperymentu H.E.S.S. i sprawdź z nami czy przypadkiem nie są one przejawem Nowej Fizyki.
Proponowane tematy prac doktorskich:
Badanie promieni kosmicznych skrajnie wysokich energii w Obserwatorium Pierre Auger
Proponowana praca doktorska dotyczy analizy danych uzyskanych w Obserwatorium Pierre Auger w Argentynie. W ciągu ostatnich lat dokonano wielu ulepszeń w opisie i analizie wielkich pęków atmosferycznych wywołanych przez promienie kosmiczne. Zastosowanie tych udoskonaleń do analizy nowych danych stwarza atrakcyjną perspektywę uzyskania wyników naukowych o fundamentalnym znaczeniu dla astrofizyki. Zakres pracy doktorskiej obejmie symulacje Monte Carlo, akwizycję danych w Obserwatorium Pierre Auger oraz analizę danych.
Identification of magnetic monopoles in the deep underwater detector Baikal-GVD
Cherenkov light as a signal in the Pierre Auger Observatory
Identification of extensive air showers induced by large electromagnetic cascades
Praktyki studenckie:
1. Budowa wodnego detektora neutrin Baikal-GVD (z wyjazdem do Rosji)
2. Testowanie wydajności detektorów cząstek używanych w Obserwatorium Pierre Auger
3. Budowa prototypu ekonomicznego licznika mionów
4. Projekt i wykonanie internetowego systemu wymiany informacji w ramach dużej, międzynarodowej współpracy naukowej
Mini-jobs:
Budowa i instalacja wodnego licznika mionów
Opracowanie założeń ćwiczenia laboratoryjnego "Muon life time" wykonanego przy użyciu wodnego licznika mionów
Więcej informacji dotyczących tematyki prowadzonych badań można znaleźć na stronie http://auger.ifj.edu.pl.
Osoby zainteresowane proszone są o kontakt:
prof. dr hab. Henryk Wilczyński
e-mail: Henryk.Wilczynski@ifj.edu.pl
tel. 012 662 8334
dr hab. Piotr Homola
e-mail: Piotr.Homola@ifj.edu.pl
tel: 012 662 8348
