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Datenanalyse in der Hardonenphysik

2021-02-26T14:07:04Z

Kuemmel:

'''320 Datenanalyse in der Hardonenphysik: Energie-Scan mit Daten des PANDA-Experiments (Simulation)'''

Experimente in der Hadronenphysik nutzen Beschleuniger, um mit deren Hilfe Teilchenstrahlen aufeinander oder auf ein unbewegtes Target zu richten.
Dabei entstehen Teilchen (Resonanzen) mit mittleren Lebensdauern kürzer als eine Femtosekunde, so dass sie zerfallen bevor sie den Detektor erreichen.
Komplexe Detektoren nutzen verschiedenste physikalische Phänomene um die Spur, Energie und Teilchensorte aller entstandenen Zerfallsprodukte zu messen und letztlich deren Viererimpulse zu bestimmen, die alle physikalisch relevanten Informationen enthalten.
Beim PANDA-Experiment wird ein fokussierter Antiprotonenstrahl mit sehr präzisem Impuls auf ein ruhendes Protonentarget gerichtet.
Durch den Annihilationsprozess werden verschiedenste Resonanzen gebildet.
Dies ermöglicht insbesondere die direkte Messung der Energieabhängigkeit des Produktionswirkungsquerschnitts solcher Resonanzen durch kleine Änderungen des Strahlimpulses (Resonanz-Scan).
Mit Hilfe eines bereit gestellten IPython-Notebooks wird anhand von simulierten Daten die Resonanz ψ2(3823) in ihrem sukzessiven radiativen Zerfall in ein χc1- und anschließend J/ψ-Meson, welches in ein Elektron-Positron-Paar zerfällt untersucht.
Zunächst werden dazu aus den Datensätzen zu den verschiedenen Strahlimpulsen die entsprechenden Ereignisse durch geeignet gewählte Auswahlkriterien selektiert und durch einen Fit der ψ2(3823)-Anteil in diesen Ereignissen bestimmt.
Diese Ereigniszahl wird für die verschiedenen Datensätze extrahiert und daraus die Breite der Resonanz bestimmt.
Anschließend soll das IPython-Notebook angepasst werden, so dass sich die Methode für einen ähnlichen Zerfallsprozess, bei dem das J/ψ-Meson in π+, π- und π0 zerfällt, anwenden lässt.

[http://f-praktikum.ep1.rub.de/anleitung/Versuch320.PDF Anleitung]

Datenanalyse in der Hardonenphysik

2021-02-26T14:00:40Z

Kuemmel:

Experimente in der Hadronenphysik nutzen Beschleuniger, um mit deren Hilfe Teilchenstrahlen aufeinander oder auf ein unbewegtes Target zu richten.
Dabei entstehen Teilchen (Resonanzen) mit mittleren Lebensdauern kürzer als eine Femtosekunde, so dass sie zerfallen bevor sie den Detektor erreichen.
Komplexe Detektoren nutzen verschiedenste physikalische Phänomene um die Spur, Energie und Teilchensorte aller entstandenen Zerfallsprodukte zu messen und letztlich deren Viererimpulse zu bestimmen, die alle physikalisch relevanten Informationen enthalten.
Beim PANDA-Experiment wird ein fokussierter Antiprotonenstrahl mit sehr präzisem Impuls auf ein ruhendes Protonentarget gerichtet.
Durch den Annihilationsprozess werden verschiedenste Resonanzen gebildet.
Dies ermöglicht insbesondere die direkte Messung der Energieabhängigkeit des Produktionswirkungsquerschnitts solcher Resonanzen durch kleine Änderungen des Strahlimpulses (Resonanz-Scan).
Mit Hilfe eines bereit gestellten IPython-Notebooks wird anhand von simulierten Daten die Resonanz ψ2(3823) in ihrem sukzessiven radiativen Zerfall in ein χc1- und anschließend J/ψ-Meson, welches in ein Elektron-Positron-Paar zerfällt untersucht.
Zunächst werden dazu aus den Datensätzen zu den verschiedenen Strahlimpulsen die entsprechenden Ereignisse durch geeignet gewählte Auswahlkriterien selektiert und durch einen Fit der ψ2(3823)-Anteil in diesen Ereignissen bestimmt.
Diese Ereigniszahl wird für die verschiedenen Datensätze extrahiert und daraus die Breite der Resonanz bestimmt.
Anschließend soll das IPython-Notebook angepasst werden, so dass sich die Methode für einen ähnlichen Zerfallsprozess, bei dem das J/ψ-Meson in π+, π- und π0 zerfällt, anwenden lässt.

[http://f-praktikum.ep1.rub.de/anleitung/Versuch320.PDF Anleitung]

Gamma-Spektroskopie

2021-02-26T13:46:54Z

Kuemmel:

'''302 Gamma-Spektroskopie'''

Mit Hilfe von NaI- und Plastik-Szintillatoren, die nacheinander auf einen Photomultiplier gekittet werden, sollen die Gammaspektren von 3 radioaktiven Quellen (137Cs, 60Co und 22Na) mit einem Pulshöhenanalysator aufgenommen werden. Dieser Vielkanalanalysator besteht aus einem Analog Digital Converter (ADC) auf einer Steckkarte für den Betrieb in einem Computer (PC) und entsprechender Software. Die Spektren können im Rechner bearbeitet und numerisch und graphisch ausgedruckt werden.. Die Eigenschaften der Verstärker werden oszillographisch untersucht und danach Hochspannung und Linearverstärker zweckmäßig eingestellt. Für jeden der beiden Szintillatoren wird eine Energiekalibrierung vorgenommen und die Eichgerade graphisch und mit Hilfe der linearen Regression ermittelt. Außerdem sollen aus den Mess- und Protokolldaten die Energieauflösung ΔE/E als Funktion der Energie E für den NaI und für den Plastik-Szintillator bestimmt und die Lichtausbeuten der beiden Szintillatoren abgeschätzt werden. Für das 137Cs Präparat soll die Aktivität A aus der Zählrate dN/dt im Photopeak mit Hilfe des Ansprechvermögens (efficiency) des NaI-Detektors und des Bruchteils des vom Detektor erfassten Raumwinkels (das Raumwinkelverhältnis) Ω/4π bestimmt werden. Zu beachten ist dabei die Übergangswahrscheinlichkeit der pro Zerfall emittierten γ-Quanten. Von den gemessenen Zählraten ist der Nulleffekt zu subtrahieren. (Man vergleiche dazu das Experiment Nr. 301 Absoluteichung eines Gamma-Detektors)

[http://f-praktikum.ep1.ruhr-uni-bochum.de/anleitung/Vers302.pdf Anleitung]

Datenanalyse in der Hardonenphysik

2021-02-26T13:43:07Z

Kuemmel:

Datenanalyse in der Hardonenphysik

2021-02-26T13:41:45Z

Kuemmel:

Experimente in der Hadronenphysik nutzen auf Beschleuniger mit deren Hilfe Teilchenstrahlen aufeinander oder auf ein unbewegtes Target geschossen werden.
Dabei entstehen Teilchen (Resonanzen) mit mittleren Lebensdauern kürzer als eine Femtosekunde, so dass sie zerfallen bevor sie den Detektor erreichen.
Komplexe Detektoren nutzen verschiedenste physikalische Phänomene um die Spur, Energie und Teilchensorte aller entstandenen Zerfallsprodukte zu messen und letztlich deren Viererimpulse zu bestimmen, die alle physikalisch relevanten Informationen enthalten.
Beim PANDA-Experiment wird ein fokussierter Antiprotonenstrahl mit sehr präzisem Impuls auf ein ruhendes Protonentarget gerichtet.
Durch den Annihilationsprozess werden verschiedenste Resonanzen gebildet.
Dies ermöglicht insbesondere die direkte Messung der Energieabhängigkeit des Produktionswirkungsquerschnitts solcher Resonanzen durch kleine Änderungen des Strahlimpulses (Resonanz-Scan).
Mit Hilfe eines bereit gestellten IPython-Notebooks wird anhand von simulierten Daten die Resonanz ψ2(3823) in ihrem sukzessiven radiativen Zerfall in ein χc1- und anschließend J/ψ-Meson, welches in ein Elektron-Positron-Paar zerfällt untersucht.
Zunächst werden dazu aus den Datensätzen zu den verschiedenen Strahlimpulsen die entsprechenden Ereignisse durch geeignet gewählte Auswahlkriterien selektiert und durch einen Fit der ψ2(3823)-Anteil in diesen Ereignissen bestimmt.
Diese Ereigniszahl wird für die verschiedenen Datensätze extrahiert und daraus die Breite der Resonanz bestimmt.
Anschließend soll das IPython-Notebook angepasst werden, so dass sich die Methode für einen ähnlichen Zerfallsprozess, bei dem das J/ψ-Meson in π+, π- und π0 zerfällt, anwenden lässt.

Datenanalyse in der Hardonenphysik

2021-02-26T13:41:33Z

Kuemmel:

Experimente in der Hadronenphysik nutzen auf Beschleuniger mit deren Hilfe Teilchenstrahlen aufeinander oder auf ein unbewegtes Target geschossen werden.
Dabei entstehen Teilchen (Resonanzen) mit mittleren Lebensdauern kürzer als eine Femtosekunde, so dass sie zerfallen bevor sie den Detektor erreichen.
Komplexe Detektoren nutzen verschiedenste physikalische Phänomene um die Spur, Energie und Teilchensorte aller entstandenen Zerfallsprodukte zu messen und letztlich deren Viererimpulse zu bestimmen, die alle physikalisch relevanten Informationen enthalten.
Beim PANDA-Experiment wird ein fokussierter Antiprotonenstrahl mit sehr präzisem Impuls auf ein ruhendes Protonentarget gerichtet.
Durch den Annihilationsprozess werden verschiedenste Resonanzen gebildet.
Dies ermöglicht insbesondere die direkte Messung der Energieabhängigkeit des Produktionswirkungsquerschnitts solcher Resonanzen durch kleine Änderungen des Strahlimpulses (Resonanz-Scan).
Mit Hilfe eines bereit gestellten IPython-Notebooks wird anhand von simulierten Daten die Resonanz ψ2(3823) in ihrem sukzessiven radiativen Zerfall in ein ξc1- und anschließend J/ψ-Meson, welches in ein Elektron-Positron-Paar zerfällt untersucht.
Zunächst werden dazu aus den Datensätzen zu den verschiedenen Strahlimpulsen die entsprechenden Ereignisse durch geeignet gewählte Auswahlkriterien selektiert und durch einen Fit der ψ2(3823)-Anteil in diesen Ereignissen bestimmt.
Diese Ereigniszahl wird für die verschiedenen Datensätze extrahiert und daraus die Breite der Resonanz bestimmt.
Anschließend soll das IPython-Notebook angepasst werden, so dass sich die Methode für einen ähnlichen Zerfallsprozess, bei dem das J/ψ-Meson in π+, π- und π0 zerfällt, anwenden lässt.

Datenanalyse in der Hardonenphysik

2021-02-26T13:41:04Z

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Experimente in der Hadronenphysik nutzen auf Beschleuniger mit deren Hilfe Teilchenstrahlen aufeinander oder auf ein unbewegtes Target geschossen werden.
Dabei entstehen Teilchen (Resonanzen) mit mittleren Lebensdauern kürzer als eine Femtosekunde, so dass sie zerfallen bevor sie den Detektor erreichen.
Komplexe Detektoren nutzen verschiedenste physikalische Phänomene um die Spur, Energie und Teilchensorte aller entstandenen Zerfallsprodukte zu messen und letztlich deren Viererimpulse zu bestimmen, die alle physikalisch relevanten Informationen enthalten.
Beim PANDA-Experiment wird ein fokussierter Antiprotonenstrahl mit sehr präzisem Impuls auf ein ruhendes Protonentarget gerichtet.
Durch den Annihilationsprozess werden verschiedenste Resonanzen gebildet.
Dies ermöglicht insbesondere die direkte Messung der Energieabhängigkeit des Produktionswirkungsquerschnitts solcher Resonanzen durch kleine Änderungen des Strahlimpulses (Resonanz-Scan).
Mit Hilfe eines bereit gestellten IPython-Notebooks wird anhand von simulierten Daten die Resonanz ψ2(3823) in ihrem sukzessiven radiativen Zerfall in ein χc1- und anschließend J/ψ-Meson, welches in ein Elektron-Positron-Paar zerfällt untersucht.
Zunächst werden dazu aus den Datensätzen zu den verschiedenen Strahlimpulsen die entsprechenden Ereignisse durch geeignet gewählte Auswahlkriterien selektiert und durch einen Fit der ψ2(3823)-Anteil in diesen Ereignissen bestimmt.
Diese Ereigniszahl wird für die verschiedenen Datensätze extrahiert und daraus die Breite der Resonanz bestimmt.
Anschließend soll das IPython-Notebook angepasst werden, so dass sich die Methode für einen ähnlichen Zerfallsprozess, bei dem das J/ψ-Meson in π+, π- und π0 zerfällt, anwenden lässt.

Fortgeschrittenen-Praktikum:Portal

2021-02-26T13:33:59Z

Kuemmel: /* Kern-/Teilchenphysik */

== Allgemeines ==

=== Teilnahmebedingungen, Kreditpunkte ===

Vorlesungsnummer: 160 420

'''Leistungspunkte: 1 bis 2 je Versuch, maximal 5 für Blockpraktika'''

Wichtig: Vorbedingung zur Teilnahme am FP ist das 4. Fachsemester in der Bachelorphase mit abgeschlossenem Grundpraktikum!

[http://fpraktikum.physik.ruhr-uni-bochum.de/allgemeines/richtlinien.html Allgemeine Richtlinien]
[http://fpraktikum.physik.ruhr-uni-bochum.de/allgemeines/strahlenschutz.html Strahlenschutzbelehrung]
[http://fpraktikum.physik.ruhr-uni-bochum.de/allgemeines/arbeitsschutz.html Arbeitsschutzbelehrung]

=== Anmeldung zu den Versuchen ===

Nach erfolgreicher Anmeldung und absolvierter Vorbesprechung sowie Strahlenschutzunterweisung können Sie sich im [https://kleinstein.physik.rub.de/login.php Buchungssystem Kleinstein] einloggen und Versuche buchen. [http://fpraktikum.physik.ruhr-uni-bochum.de/anmeldung.html Anmeldung]

Es muss sich für jedes Semester neu angemeldet werden! [https://f-praktikum.ep1.rub.de/Anmeldung/FPAnmeldung.html FP-Anmeldung]

'''Vorbesprechung Termine '''

[http://fpraktikum.physik.ruhr-uni-bochum.de/aktuelles.html FP-Aktuelles]

=== Moodle ===
* [https://moodle.ruhr-uni-bochum.de/m/course/view.php?id=10926 Partnersuche]

== Basisversuche des F-Praktikums ==

* [[Vakuum-Tag]] '''Einmalig am 28.10.2015'''
* [[Hologramm]] '''Nur noch SOWAS im Grundpraktikum'''

== Vertiefende Versuche des F-Praktikums ==

=== Atom-, Kern/Teilchen-, Festkörper-, Plasma- und Astrophysik ===

* [[Lock-In-Verstärker]]
* [[Mikrowellen]]
* [[Quanten Chaos]]
* [[Experimentsimulation]]
* [[Zeeman-Effekt]]
* [[Nd YAG Laser]]
* [[Test]]

=== Kern-/Teilchenphysik ===


*[[Gamma-Spektroskopie]]
*[[Rutherford-Streuung]]

*[[NMR]]
*[[Relativ. Massenzuwachs]]
*[[Lebensdauer von Myonen]]
*[[Hyperfeinstruktur in der ESR]]
*[[dE/E Teleskop]]
*[[Beschleuniger Praktikum]]
*[[Quantenanalogien: Sphärischer Resonator ]]
*[[Datenanalyse in der Hardonenphysik]]

=== Plasmaphysik ===
*[[Mikroplasmen]]

*[[Bestimmung von Anregungstemperaturen]]
*[[Characterization of plasma-treated surfaces by X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS)]]
*[[Massenspektrometrie in reaktiven Plasmen]]

*[[Optical Plasma Diagnostics]]
*[[High power impulse plasmas]]

=== Festkörperphysik===
*[[Photolumineszenz an HL-Heterostrukturen]]
*[[Kristallstruktur durch Röntgenbeugung]]
*[[Eindimensionale Leitfähigkeitsquantisierung]]
*[[Quanten-Hall-Effekt]]
*[[Rasterelektronenmikroskopie]]
*[[Rastertunnelmikroskopie]]
*[[Rasterkraftmikroskopie]]

*[[Magneto-optischer Kerreffekt]]
*[[Halbleiterpraktikum]]
*[[Quantenanalogien Zylinderresonator]]

=== Astronomie ===
*[[Astronomisches Beobachtungspraktikum]]
*[[Fourier-Optik]]
*[[Dunkle Materie in der Milchstraße?]]
*[[Weltraumwetter]]
*[[Sonnengranulation]]
*[[Spektroskopie der Supernova SN 1987A]]
*[[Lebensdauer von Myonen]] kann auch für Schwerpunkt Astronomie angerechnet werden

=== Biophysik ===
*[[Zeitaufgelöste FT-IR – Spektroskopie]]
*[[X-Ray]]
*[[Molekulardynamik-Simulation]]
*[[Proteinmodellierung]]
*[[UV/VIS-Spektroskopie]]
*[[FTIR Imaging]]
*[[Raman Imaging]]

=== Theorie ===
*[[Simulation einer Pierce-Diode]]
*[[Statistik]]
*[[Beschleunigung und Propagation der kosmischen Strahlung]]
*[[Efimov Zustände im Drei-Körper System]]
*[[Effektive Quantentheorie]]
*[[Einführung in die Dichtefunktionaltheorie-Simulation]]
*[[Numerical simulation of cardiac tissue electrophysiology]]
*[[Stochastische Quantisierung]]
*[[Plasmasimulation mit Hilfe des Barnes-Hut-Algorithmus]]

== SOWAS - Praktika ==

[[SOWAS]]

== Praktika außerhalb des FP's ==
*[[Analog- oder Digitalelektronik]]

== Auswertesoftware ==
*[[Campuslizenz Qtiplot]]
*Empfehlenswerte Literatur: Statistik für's Physik-Praktikum [http://f-praktikum.ep1.ruhr-uni-bochum.de/anleitung/statistik_waldi.pdf]