Om ATLAS
ATLAS-detektoren ved LHC på CERN er den største detektoren som noensinne har blitt bygd for å måle partikler fra en partikkelakselerator. Den er 46 meter lang og 25 meter høy og befinner seg 100 meter under bakken på CERN på grensen mellom Sveits og Frankrike. ATLAS er også en av verdens største vitenskapelige samarbeidsprosjekt med nesten 6000 fysikere, ingeniører, teknikere, studenter og administrativt ansatte fra mer enn 180 institusjoner i over 40 land over hele verden.
ATLAS-gruppen ved Fysisk Institutt på Universitetet i Oslo har vært medlemmer av ATLAS-eksperimentet siden 1992. I dag er det ca. 30 personer tilknyttet ATLAS ved UiO fordelt på professorer, forskere, ingeniører, PhD- og MSc-studenter. Gruppen er en del av Gruppen for Høyenergifysikk (HEP) som, i tillegg til ATLAS, også jobber med akseleratorteknologi, medisinske anvendelser av kjerne- og partikkelfysikk og teoretisk og eksperimentell høyenergi-kjernefysikk (bla. i ALICE-eksperimentet på LHC).
ATLAS-gruppen ved UiO er sterkt involvert i flere aspekter ved ATLAS-eksperimentet: Analyse av kollisjonsdata fra Large Hadron Collider, utvikling av systemer for databehandling og programvare for prosessering av data, i arbeidet med den planlagte oppgraderingen av den innerste delen av ATLAS-detektoren, og i å gjøre data og analyseverktøy fra ATLAS-eksperimentet tilgjengelig for allmennheten slik at det kan brukes i undervisning og formidling av partikkelfysikk bla. gjennom å arrangere internasjonal masterclass i partikkelfysikk ved UiO hver eneste vår.
Den oppgraderte ATLAS-detektoren skal stå klar når High-Luminosity LHC (HL-LHC) etter planen starter opp i 2030. HL-LHC vil levere flere ganger så mange partikkelkollisjoner enn det LHC har gjort til nå. Det setter strenge krav til hastigheten og strålingstoleransen til den innerste delen av detektoren. ATLAS-gruppen i Oslo, i samarbeid med tilsvarende miljø i Bergen, har de siste ti årene derfor jobbet med testing og utvikling av helt nye silisium-baserte sensorer. Nå arbeides det med å ferdigstille sensorene som til slutt skal installeres og brukes in den oppgraderte ATLAS-detektoren på HL-LHC.
HL-LHC byr ikke bare på utfordringer med selve detektoren, men stiller også strenge krav til hvor fort vi klarer å registrere, rekonstruere, lese ut og lagre dataene fra eksperimentet. Oslo-gruppen er en viktig bidragsyter i utviklingen av ny programvare for lagring av data, databehandling samt nye måter å distribuere og aksessere dataene på gjennom The World LHC Computing Grid (WLCG). I den senere tiden har Oslo-gruppen også vært med på å teste og utvikle nye måter for å rekonstruere og simulere partikkelkollisjoner ved bruk av maskinlæring og kunstig intelligens.
Oslo-gruppen er også involvert i å analysere kollisjonsdata fra ATLAS-eksperimentet i jakten på nye partikler og fenomener som kan kaste lys over noen av de store spørsmålene i fysikken: Hva er mørk materie? Eksakt hvilke egenskaper har Higgs-partikkelen, og kan den være en døråpner til mørk-materie? Hvorfor er gravitasjonskraften så svak sammenliknet med de andre naturkreftene? Finnes det nye symmetrier i naturen? Samt en rekke flere spørsmål. Siden oppstarten av LHC i 2009 har vi samlet billioner med kollisjoner som fysikere verden over analyserer med håp om å finne bevis for eksistensen av en ny partikkel eller gjøre mer presise målinger av egenskapene til kjente prosesser og partikler. Med de enorme datamengdene som nå er tilgjengelige har Oslo-gruppen i den senere tiden også vært med å utvikle, teste og ta i bruk avanserte analyseteknikker basert på maskinlæring og kunstig intelligens i jakten på det ukjente.
Masterprosjekter på ATLAS
Er du interessert i å studere et emne relatert til ATLAS for en mastergrad? Vi utfører et bredt spekter av forskningsaktiviteter som er egnet for en mastergrad. Et gitt emne kan gå i mange retninger, inkludert dataanalyse og bruk av avanserte statistiske teknikker og kunstig intelligens, utvikling og konstruksjon av detektormaskinvare, og simulering av nye fysikkprosesser. ATLAS-masterstudenter kan samarbeide med forskere utenfor UiO og Norge.
Studenter fra Senter for databehandling i naturfagdidaktikk (CCSE) kan også jobbe med rent beregningsmessige emner relatert til ATLAS, for eksempel kunstig intelligens og programvareutvikling.
Emner og kontakter
- Produksjon av di-higgs-boson: Prof. Alex Read
- Søk etter kandidater innen mørk materie: Prof. Heidi Sandaker
- Søk etter eksotiske og supersymmetriske partikler: Prof. Farid Ould-Saada
- Maskinvare og kvantedeteksjonsteknologier: Prof. Heidi Sandaker
- Beregningstemaer (CCSE-studenter): Prof. Farid Ould-Saada
For en liste over nåværende definerte emner, se denne listen og søk etter navnene på kontaktveilederne ovenfor.
Du kan lese tidligere ATLAS-masteroppgaver fra UiO i CERN-arkivet (inkludert PhD-oppgaver).
Kurs
Hvert av prosjektene krever et litt forskjellig sett med kurs, så se spesifikke prosjekter i listen ovenfor. Følgende er felles for alle prosjekter:
Bachelor level
- FYS3110 – Quantum Mechanics
- FYS3150 – Computational Physics
- FYS3500 – Introduction to Nuclear and Particle Physics
- FYS-STK3155 – Applied Data Analysis and Machine Learning
Master level
- FYS5429 – Advanced machine learning and data analysis for the physical sciences
- FYS4555 – Particle Physics
- FYS5555 – Research-based Particle Physics