Home | english  | Impressum | Datenschutz | Sitemap | KIT

Dunkle Materie Gruppe: Bachelorarbeiten

für weitere Informationen wenden Sie sich auch direkt an klaus.eitel∂kit.edu

 

Bachelor-Arbeiten (Stand April 2019):

 

  • Vergleich von modellierten Kern-Rückstoß-Signaturen in den Programmpaketen SRIM und GEANT
Kristalle in unterirdischen Lagerstätten, die für Milllionen von Jahren dem Fluss Dunkler Materie ausgesetzt waren, sind potenzielle Detektoren für Dunkle Materie. Wechselwirkt ein DM WIMP in einem solchen Kristall, so führt das zu einem messbaren Kristalldefekt. Solche Kristalldefekte können dann über kristallographische Methoden sichtbar gemacht werden. Um die Messergebnisse richtig interpretieren zu können, ist ein detailliertes Verständnis der Wechselwirkungsprozesse in den Materialien notwendig.

In dieser Arbeit benutzen Sie die zwei sehr weit verbreiteten Berechnungs/Simulationsprogramme SRIM und GEANT, um Spurlängenverteilungen und Topologien von Kern-Rückstoß-Signaturen zu modellieren. Solche Signaturen können aber auch durch kosmisch induzierte hochenergetische Neutronen erzeugt werden und einen gefährlichen Untergrund bei der Suche nach DM darstellen.

Sie simulieren beispielhaft monoenergetische Neutronen, die auf verschiedene Kristalle treffen und vergleichen die Vorhersagen der beiden Programmpakete auf spektrale Form, Schwelleneffekte und Toplogie, z.B. Mehrfachstreuungen.

Grundkenntnisse in der Programmiersprache C++ sind Voraussetzung, Grundkenntnisse in Python und ROOT sind hilfreich. Außerdem wird die Bereitschaft zur intensiven Auseinandersetzung mit dem Thema erwartet und Freude, sich in ein modernes, spannendes und für Sie neues Wissenschaftsfeld einzuarbeiten.

 

  • Charakterisierung des Untergrunds durch Alpha-Strahlung in Paleo-Detektoren zur Suche nach Dunkler Materie
Paleo-Detektoren sind Kristalle in unterirdischen Lagerstätten, die für Milllionen von Jahren dem Fluss Dunkler Materie ausgesetzt sind. Wechselwirkt ein DM WIMP in einem solchen Kristall, so führt das zu einem messbaren Kristalldefekt. Solche Kristalldefekte entstehen aber auch durch radioaktive Strahlung, insbesondere durch alpha-Teilchen, die sich in Spuren von Uran und Thorium in den Kristallen befinden können.
In dieser Arbeit modellieren Sie mithilfe des GEANT4-Programmpakets die Topologie solcher Alpha-Zerfälle. Dabei untersuchen Sie neben der Topologie eines Zerfalls (Tracklänge von Kernen des Kristalls) auch mögliche Kristalldefekte, wie sie sich aus der ganzen Uran- oder Thorium-Zerfallskette ergeben.

Ziel der Arbeit ist, Untergrundereignisse durch Alpha-Strahlung besser zu verstehen und letztendlich von potenziellen WIMP-Signaturen unterscheiden zu können.

 

Grundkenntnisse in der Programmiersprache C++ sind Voraussetzung, Grundkenntnisse in Python und ROOT sind hilfreich. Außerdem wird die Bereitschaft zur intensiven Auseinandersetzung mit dem Thema erwartet und Freude, sich in ein modernes, spannendes und für Sie neues Wissenschaftsfeld einzuarbeiten.