In unseren Forschungsschwerpunkten im Bereich der Teilchen- und Astroteilchenphysik sowie der Medizinphysik gibt es jederzeit spannende Themen für Abschlussarbeiten. Der Lehrstuhl ist Mitglied des ECAP (Erlangen Centre for Astroparticle Physics) und bietet damit ein interessantes Umfeld für das Anfertigen einer Bachelor-, Master-, Diplom- oder Zulassungsarbeit.
Radiation Physics Group
Als Teil des „Erlangen Centre of Astroparticle Physics“ (ECAP) arbeitet die Radiation Physics Group an der Entwicklung von pixelierten Strahlungs- und Teilchendetektoren. Diese Detektoren finden Anwendung in der aktiven Personendosimetrie, der medizinischen Röntgenbildgebung sowie eventuell beim Nachweis von seltenen Kernprozessen wie zum Beispiel dem neutrinolosen, doppelten Betazerfall.
Interferometrische Röntgenbildgebung (Phasenkontrast)
Diese neuartige Methode der Röntgenbildgebung macht sich im Gegensatz zur konventionellen Radiographie die Tatsache zu nutze, dass Röntgenstrahlung als elektromagnetische Welle bei Durchgang durch Materie nicht nur in ihrer Intensität geschwächt, sondern auch in ihrer Phase verschoben wird. Letztere wird mit einem aus der Optik bekannten Talbot-Lau Interferometer vermessen und anschließend als Bildinformation sichtbar gemacht. Zusätzlich kann durch dieses Verfahren auch das ebenfalls aus der Optik bekannte Dunkelfeldbild erzeugt werden.
Das bedeutet, dass mit Hilfe dieses Verfahrens nicht nur eine, sondern drei unabhängige Bildinformationen das zu untersuchende Material beschreiben. Nähere Informationen sind in englischer Sprache auf der 
ecap-Homepage zu finden.
Mögliche Themen in diesem Gebiet sind zum Beispiel:
- Simulationen und Messungen zu Signaturen des Darkfieldkontrastes
- Simulation und Entwicklung eines strukturierten Detektors für die interferometrische Röntgenbildgebung
- Evaluation der interferometrischen Röntgenbildgebung für medizinische Anwendungen
- Untersuchung der systembedingten Energieabhängigkeiten der interferometrischen Röntgenbildgebung
- Bau eines Talbot-Lau Interferometers im sichtbaren Spektralbereich und Untersuchung des Intensitätsverlaufs bei polychromatischer Strahlung
Kontakt: Gisela Anton, Thilo Michel, Thomas Weber
Nachweis des doppelten neutrinolosen Betazerfalls
Mit einem photonenzählenden Halbleiterdetektor, dem Timepix-Detektor, kann man neuartige Ansätze bei der Suche nach dem neutrinolosen, doppelten Betazerfall verfolgen. Eine experimentelle Beobachtung dieses extrem seltenen Zerfalls (T > 1025 a) wäre ein weiterer, direkter Nachweis für Physik jenseits des Standardmodells. Da sich mit dem Timepix-Detektor nicht nur die Energie, sondern auch gleichzeitig die Spur von Teilchen rekonstruieren lässt, bietet dieses Detektorkonzept die Möglichkeit, den Zerfall anhand seiner Signatur zu erkennen. Der Detektor bietet eine innovative Herangehensweise für die Suche nach dem neutrinolosen, doppelten Betazerfall und viel Raum für interessante Forschungsaufgaben in Messung und Simulation. Nähere Informationen sind in englischer Sprache auf der ecap-Homepage zu finden.
Mögliche Themen in diesem Gebiet sind zum Beispiel:
- Optimierung der Energieauflösung von Halbleiterdetektoren durch Kühlung und Bestrahlung mit Infrarot-Lasern
- Ermittelung der Identifikationseffizienz von Alphas und Myonen mit dem Timepix-Detektor
Kontakt: Gisela Anton, Thilo Michel, Thomas Gleixner
Dosimetrie mit pixelierten Halbleiterdetektoren
Mit einem photonenzählenden Halbleiterdetektor, ähnlich dem so genannten Timepix-Detektor, kann man neuartige Ansätze im Bereich der Dosimetrie verfolgen. Vor allem die Fähigkeit zur energieauflösenden Messung führt durch eine Abtastung des Energie-depositionsspektrums während der Messung zu schnellen und präzisen Ergebnissen für die Dosis. Die Personendosis kann durch die Anzahl der detektierten Ereignisse in den abgetasteten Energiebereichen mit hoher Präzision für Röntgenstrahlung ermittelt werden. Der Detektor bietet eine innovative Herangehensweise im Bereich der Dosimetrie und viel Raum für interessante Forschungsaufgaben in Messung und Simulation. Nähere Informationen sind in englischer Sprache auf der ecap-Homepage zu finden.
Mögliche Themen in diesem Gebiet sind zum Beispiel:
- Entwicklung einer Methode zur Isotopenerkennung
- Dosimetrie im Bereich von α- und Elektronenstrahlung
- Bestimmung des Spektrums medizinischer Röntgenröhren in Messung und Simulation
Kontakt: Gisela Anton, Thilo Michel, Ina Ritter
ANTARES
Das Neutrinoteleskop ANTARES befindet sich vor der Küste von Toulon in 2500m Tiefe im Mittelmeer. Es besteht aus einer Anordnung von Photomultipliern, mit denen das Cherenkovlicht von Myonen nachgewiesen werden soll, die durch Reaktionen von Neutrinos mit dem Wasser erzeugt werden. Durch die Rekonstruktion der Müonspur erhält man die Richtung des Neutrinos. Folgende Themen werden als Bachelorarbeit im Umfeld des ANTARES-Projekts angeboten:
Vergleich zwischen simulierten und gemessenen Daten von atmosphärischen Myonen
Teilchen der kosmischen Strahlung können in der Erdatmosphäre sekundäre Teilchen erzeugen, u.a. Müonen. Hochenergetische Müonen können eine Weglänge von mehreren Kilometern zurücklegen und bis zum ANTARES-Detektor gelangen. In der Bachelorarbeit sollen aus den ANTARES-Daten nach unten laufende Müonspuren selektiert werden und ihre Verteilung mit Erwartungen verglichen werden, die man aus Simulationsrechnungen gewinnen kann.
Messung des Winkelspektrums atmosphärischer Neutrinos
Teilchen der kosmischen Strahlung können in der Erdatmosphäre sekundäre Teilchen erzeugen, darunter auch Neutrinos. In der Bachelorarbeit sollen aus den ANTARES-Daten von unten kommende Müonspuren selektiert werden. Nur Neutrinos können die Erde durchqueren und deshalb sind von unten kommende Müonen eine direkte Signatur für Neutrinos. Die Winkelverteilung dieser Neutrinos soll rekonstruiert werden und mit Erwartungen verglichen werden.
Studien zur Zeitkorrelation im diffusen Neutrinofluss
Es besteht die Vermutung, dass der Fluss kosmischer Neutrinos zu einem überwiegenden Anteil von GRBs (Gamma-Ray-Bursts) stammt. Damit könnte eine Burst-Struktur in der Zeitverteilung der an der Erde ankommenden Neutrinos verbunden sein. Es soll die Zeitverteilung der mit ANTARES gemessenen Neutrinos im Hinblick auf diese Fragestellung untersucht werden.
Studien zur Winkelauflösung von ANTARES für Myonen und Neutrinos
Aus den gemessenen Cherenkov-Photonen eines Ereignisses kann man Rückschlüsse auf die Qualität der Spurrekonstruktion erhalten und insbesondere über die Qualität der Richtungsrekonstruktion. Es soll die Qualität der Richtungrekonstruktion für atmosphärische Myonen und für Neutrinos untersucht und verglichen werden.
Studien zur Abhängigkeit der Selektionseffizienz von Neutrinos und Myonen von optischen Untergrundraten
Im Meer gibt es optische Störquellen, z.B. durch radioaktives Kalium oder durch Biolumineszenz. Es soll untersucht werden, in welchem Ausmaß die Selektionsqualität von Neutrino-induzierten Müonen und von atmosphärischen Müonen durch diesen Untergrund beeinflusst wird.
Ansprechpartner: Thomas Eberl, Gisela Anton, Uli Katz.
KORA-Gruppe: AMS C14-Labor
Informationen über offene Abschlussarbeiten im Bereich der Altersbestimmung mit der C14-Methode sind auf der Seite des AMS C14-Labors zu finden.