Propozycje prac magisterskich/licencjackich z dziedziny Fizyka Jądrowa,
tematyka: badanie dynamiki oddziaływania jądrowego w układach kilkunukleonowych
Temat 1: “Uruchomienie i optymalizacja parametrów pracy wielodrutowej komory propor-cjonalnej do detekcji cząstek naładowanych w reakcji breakupu deuteronu”.
opiekun: dr hab. Adam Kozela (IFJ PAN), prof. dr hab. Stanisław Kistryn (UJ)
Obok wielkogabarytowego detektora scyntylacyjnego, wielodrutowa komora proporcjonalna składająca się z trzech płaszczyzn detekcyjnych o powierzchni 50×50 cm2 jest podstawowym instrumentem badawczym wykorzystywanym w eksperymencie poszukującym efektów sił 3-ciałowych w reakcji breakupu deuteronu. Po serii udanych pomiarów w Kernfisisch Versneler Institut w Groningen (KVI, Holandia), kontynuacja tego eksperymentu jest planowana w obec-nie uruchamianym w Instytucie Fizyki Jądrowej PAN Krakowskim Centrum Cyklotronowym.
Zadaniem magistranta byłoby uruchomienie zapasowej komory proporcjonalnej, będącej wierną kopią tej stosowanej we właściwym eksperymencie, oraz określenie jej wydajności w zależności od napięcia i składu mieszanki gazowej. Zadanie to wymagałoby złożenia prostego układu testowego składającego się z systemu gazowego, układu wysokiego napięcia, elektroniki cyfrowej oraz prostej akwizycji danych. Całe niezbędne oprzyrządowanie już istnieje i będzie do dyspozycji magistranta. Może on/ona także liczyć na pomoc doświadczonych eksperymen-tatorów, zaangażowanych w rozruch wyżej wspomnianego eksperymentu.
Temat 2:“Optymalizacja oraz testowanie datektorów scyntylacyjnych typu phoswitch uży-tych w detektorze BINA-Ball”.
opiekun: dr hab. Adam Kozela (IFJ PAN), prof. dr hab. Stanisław Kistryn (UJ)
Detektor BINA (Big Instrumenta for Nuclear Polarization Analysis) działający do niedawna w Kernfisisch Versneler Institut w Groningen (KVI, Holandia), po zakończeniu tego programu badań w dziedzinie fizyki hadronowej, został sprowadzony do Instytutu Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie. Nowopowstałe Centrum Cyklotronowe Bronowice wraz z nowym cyklotronem Pro-teus, oferuje możliwość ponownego wykorzystania tej aparatury do kontynuowania badań z zakresu fizyki jądrowej pośrednich energii. BINA składa się z dwóch części: przedniej Wall – ściana złożona z 22 scyntylatorów oraz tylniej Ball, którą stanowi 149 scyntylatorów typu pho-switch ułożonych w kulę.
Zadaniem magistranta byłoby przetestowanie wszystkich scyntylatorów detektora Ball oraz jego uruchomienie wraz z prostym systemem akwizycji danych. Niezbędne oprzyrządowanie już istnieje i będzie do dyspozycji magistranta. Może on/ona także liczyć na pomoc doświadczo-nych fizyków, zaangażowanych w rozruch wyżej wspomnianego eksperymentu.
Temat 3:“Testy z wiązką protonową na detektorze BINA”.
opiekun: dr hab. Adam Kozela (IFJ PAN), dr Izabela Ciepał (UJ), prof. dr hab. Stanisław Ki-stryn (UJ)
Detektor BINA, który został przywieziony z Holandii, z instytutu KVI, który zakończył właśnie działalność na polu fizyki hadronowej, uzyskał nowe ”życie“ stając się częścią nowo-powstałego Cyklotronowego Centrum Bronowice (IFJ PAN Kraków). Detektor jest w fazie instalacji i testowania. Przygotowywany jest układ próżniowy, jak również system akwizycji danych itp. Wkrótce będzie możliwość wykonania pierwszych testów tego układu na wiązce protonowej uzyskanej z nowego cyklotronu Proteus.
Zadaniem magistranta byłoby wzięcie udziału w pomiarach testowych, a następnie dokona-nie analizy zebranych danych pod kątem sprawdzenia różnych parametrów układu detekcyjnygo np. jego wydajności. Magistrant/ka może liczyć na pomoc doświadczonych eksperymentatorów biorących udział uruchamianiu detektora.
Temat 4:”Kalibracja układu detekcyjnego WASA“.
opiekun: dr Izabela Ciepał (UJ), prof. dr hab. Stanisław Kistryn (UJ)
W styczniu 2013 roku odbył się pomiar reakcji z kanałem wejściowym d + p przy energiach wiązki deuteronowej 340, 380 oraz 400 MeV na detektorze WASA@COSY w Forshungszentrum J¨ulich w Niemczech. Pomiar ten miał na celu badanie wpływu efektów siły 3-ciałowej oraz relatywistycznych na różniczkowe przekroje czynne na proces breakupu 1H(d, pp)n.
Detektor WASA jest detektorem 4π i składa się z dwóch głównych części: przedniej – Forward Detactor (FD) oraz tylniej Central Detector (CD). FD składa się z 11 płaszczyzn zbudowa-nych z detektorów scyntylacyjnych, natomiast CD, który pełni również rolę komory rozproszeń złożony jest z dwóch typów detektorów: scyntylatorów ułożonych w beczkę oraz kalorymetru (CsI). W części centralnej umiejscowiony jest również solenoid wytwarzający pole magnetyczne do pomiaru pędu cząstek naładowanych.
Pierwszym krokiem w analizie tych danych (zadanie dla magistranta/ki) będzie wykonanie kalibracji układu detekcyjnego, w szczególności dla jego części przedniej FD. Ponandto, ma-gistrant mógłby również przygotować procedurę rekonstrukcji energii całkowitej dla cząstek, które rejestrowane są w najcieńszych detektorach usytuowanych tuż za komorą rozproszeń.
Temat 5:”Identyfikacja i selekcja kanałów wyjściowych dla reakcji d+p przy energiach wiązki deuteronowej 340, 380 oraz 400 MeV“.
opiekun: dr Izabela Ciepał (UJ), dr Barbara Kłos (UŚ), prof. dr hab. Stanisław Kistryn (UJ)
W styczniu 2013 roku odbył się pomiar reakcji z kanałem wejściowym d + p przy energiach wiązki deuteronowej 340, 380 oraz 400 MeV na detektorze WASA@COSY w Forshungszentrum J¨ulich w Niemczech. Pomiar ten miał na celu badanie wpływu efektów siły 3-ciałowej oraz rela-tywistycznych na różniczkowe przekroje czynne na proces breakupu 1H(d, pp)n. Wykorzystany w pomiarach układ detekcyjny WASA składa się z dwóch głównych części: przedniej – Forward Detactor (FD) oraz tylniej Central Detector (CD). Detektor ma geometrię 4π i dzięki temu mo-żemy badać różne konfiguracje kinematyczne cząstek w praktycznie całym zakresie przestrzeni fazowej dostępnej dla danego procesu.
Jednym z istotnych kroków analizy danych jest identyfikacja kanałów wyjściowych dla ba-danego procesu d + p. Zadaniem magistranta/ki będzie przeprowadzić selekcję dwóch głównych kanałów reakcji z kanałem wejściowym d + p: d + p → p + p + n (reakcja breakupu) oraz d + p → d + p (rozpraszanie sprężyste), przy energiach wiązki deuteronowej 340, 380 oraz 400 MeV. Polegać to będzie na identyfikowaniu odpowiednich koincydencji proton-proton (p − p) z procesu breakupu oraz deuteron-proton (d − p) z procesu sprężystego rozpraszania w różnych konfiguracjach kinematycznych tych cząstek. Możliwe są następujące przypadki: koincydencja FD-FD, CD-CD oraz FD-CD. Tak wyselekcjonowane kanały posłużą do dalszej analizy danych.
Temat 6:”Badanie efektów siły kulombowskiej z reakcji breakupu 1H(d, pp)n przy energii 100 MeV“.
opiekun: dr hab. Elżbieta Stephan(UŚ), dr Barbara Kłos(UŚ), dr Izabela Ciepał (UJ)
W eksperymencie przeprowadzonym w Kernfysisch Versneler Institut w Groningen (KVI, Holandia) badana była reakcja breakupu 1H(d, pp)n przy energii wiązki 100 MeV, w szerokim zakresie przestrzeni fazowej tego procesu. Analiza danych z tego eksperymentu pozwoli na bada-nie różnych aspektów dynamiki układów kilkunukleonowych, jak oddziaływania 3-nukleonowego czy wpływu oddziaływania kulombowskiego, istotnego w szczególności w obszarze małych ką-tów polarnych.
Zadaniem magistranta/ki będzie zbadanie efektów siły kulombowskiej przez porównanie kształtów różniczkowych przekrojów czynnych dla konfiguracji szczególnie czułych na ten aspekt oddziaływania z istniejącymi przewidywaniami teoretycznymi uwzględniającymi (lub nie) od-działywanie kulombowskie między parą protonów w kanale wyjściowym. Ponadto należy opra-cować metodę identyfikacji neutronów, co pozwoli bezpośrednio porównać dane dla par proton-proton i proton-neutron, a tym samym zaobserwować zmianę kształtu różniczkowego przekroju czynnego wywołaną odpychaniem między protonami.
—–