• Badanie układu splątanych kwantowo mezonów K (testowanie symetrii dyskretnych, paradoks EPR)  jako praca eksperymentalno-programistyczna

•  Rozwój i  kalibracja układu detekcyjnego J-PET i badania układu elektron-pozyton 
   jako praca eksperymentalno-laboratoryjno-programistyczna.

•  Rozpad beta jądra ³H z poruszającym się jądrem ³He w stanie końcowym       
  

  Jest to praca teoretyczno-komputerowa.
  W opisie rozpadu beta jąder atomowych zwykle zaniedbuje się energię kinetyczną
  jądra w stanie końcowym, zakładając, że cała energia została uniesiona przez
  pozyton i neutrino. W proponowanej pracy planuje się dokładne uwzględnienie
  energii kinetycznej końcowego jądra 3He i obliczenia przekroju czynnego dla
  tego procesu.
   (opiekun: prof. dr hab. Jacek Golak, jacek.golak@uj.edu.pl, tel. 12-664-4532, pokój B-2-32).              

•   Obliczenie przekrojów na produkcję ciężkich residuów reakcji wywołanych protonami o energii 200 MeV na jądrach Xe.

• Wykonanie symulacji i budowa prototypu detektora do pomiaru polaryzacji wiązki w pierścieniu akumulacyjnym
• Parametryzacja przekrojów czynnych i zdolności analizujących dla rozpraszania spolaryzowanych protonów i deuteronów
• Obliczenia precesji spinu pochodzącej od oddziaływania momentów elektromagnetycznych z gradientami pól elektromagnetycznych

•   Badanie fundamentalnych symetrii w rozpadach atomów pozytonium
•   Rozwój pozytonowej tomografii emisyjnej
•   Badanie nano-struktury komórek za pomocą atomów pozytonium
•   Poszukiwanie egzotycznej materii jądrowej w postaci jąder mezonowych helu                                   

•   Badanie efektywności różnych algorytmów rekonstrukcji obrazu  dla danych uzyskanych ze spektrometru PET zbudowanego ze scyntylatorów organicznych

• Produkcja i rozpady elektromagnetyczne barionów w reakcjach proton-proton (HADES) lub proton-antyproton (PANDA)

• Rekonstrukcja rozpadów hiperonów przy pomocy detektora do przodu w eksperymencie HADES

Symulacje Monte Carlo oparte na generatorach zdarzeń w środowisku ROOT/GEANT bazującym na języku C++. Celem jest określenie koniecznej statystyki do przeprowadzenia planowanych eksperymentów oraz zapoznanie się z fizyką planowanych eksperymentów

• Porównanie wyników eksperymentu HADES do przewidywań różnych modeli teoretycznych opisujących produkcję par e+e- w reakcjach pion-nukleon

Porównanie uzyskanych różniczkowych przekrojów czynnych do przewidywań modelowych . Analiza danych + symulacje Monte Carlo . Praca w środowisku ROOT (język C++). Zapoznanie się z podstawami spektroskopii barionów i metodami analizy opartymi na rozkładzie na fale parcjalne.

       ( opiekun: Prof. dr hab. Piotr Salabura, piotr.salabura@uj.edu.pl, tel. 12-664-4609 ; pok.: B-2-26 )

         SYSTEM ODCZYTU I REKONSTRUKCJI ZDERZEŃ W DETEKTORACH SŁOMKOWYCH DLA SPEKTROMETRÓW HADES/PANDA

•      Testy detektorów słomkowych, elektroniki odczytu przy użyciu źródeł oraz promieniowania kosmicznego
  

Testy zbudowanej elektroniki analogowej i cyfrowej (opartej o układy FPGA) do pomiaru czasu dryfu. Pomiary
parametrów impulsów, zdolności rozdzielczych. Stworzenie automatycznych procedur ewaluacji parametrów
elektroniki

         ( opiekun Prof. dr hab. Piotr Salabura/dr. G. Korcyl )

• Rozwój algorytmów rekonstrukcji torów w czasie rzeczywistym lub "off-line" dla detektora słomkowego

            ( opiekun Prof. dr hab. Piotr Salabura/dr. G. Korcyl )

• Rozwój metod identyfikacji substancji niebezpiecznych w nieinwazyjnym wykrywaniu materiałów niebezpiecznych                                                                                                                                                                                                                                                 (Praca ma charakter doświadczalno-komputerowy)                                                                                                                                             Ograniczenia standardowych metod wykrywania materiałów niebezpiecznych skłaniają do poszukiwania alternatywnych rozwiązań. Jedna z najbardziej obiecujących metod polega na analizie stechiometrii badanej substancji za pomocą wiązek neutronów. Napromieniowany neutronami przedmiot emituje kwanty gamma, których energia jest charakterystyczna dla każdego pierwiastka. Pomiary energii tych kwantów pozwalają zatem na określenie składu chemicznego badanej substancji. Celem pracy magisterskiej (licencjackiej) jest stworzenie metod rekonstrukcji składu chemicznego napromieniowanej substancji ze zmierzonych lub wysymulowanych widm kwantów gamma.                                                                          Opiekun: dr Michał Silarski (michal.silarski@uj.edu.pl) 
  

• Rozwój symulacji komputerowych oddziaływania neutronów z materią pod kątem optymalizacji urządzeń opartych na neutronowych technikach aktywacyjnych
  ( Praca ma charakter doświadczalno-komputerowy )
  W celu optymalizacji budowanego wykrywacza materiałów niebezpiecznych w środowisku wodnym w Zakładzie Fizyki Jądrowej rozwijany jest nowoczesny pakiet do symulacji oddziaływania neutronów z materią. Celem pracy jest dalszy rozwój tych symulacji oraz przeprowadzenie optymalizacji budowanego urządzenia. 
  Opiekun: dr Michał Silarski (michal.silarski@uj.edu.pl)

• Badanie łamania symetrii CP w rozpadach mezonu KS
  

Praca ma charakter doświadczalno-komputerowy                                                                                                                                                                                    
Badania niezmienniczości wobec podstawowych symetrii daje możliwość poznania fundamentalnych praw rządzących w świecie cząstek elementarnych, a w przypadku symetrii CP mogą rzucić nowe światło na problem asymetrii między materią i antymaterią we Wszechświecie. Niezachowanie symetrii CP zauważono po raz pierwszy w 1964 roku w rozpadach mezonu KL, a jego stopień został dobrze oszacowany w wielu eksperymentach. Analogiczne łamanie symetrii CP powinno zachodzić dla krótkożyciowego kaonu KS, dla którego dotychczas nie udało się oszacować precyzyjnie parametrów niezachowania CP. Celem pracy jest oszacowanie z unikalną dokładnością eksperymentalną stosunku rozgałęzień oraz stopnia niezachowania symetrii CP w rozpadzie KS → π0π0π0 z wykorzystaniem danych zbieranych za pomocą detektora KLOE-2 na zderzaczu e+e- DAФNE we Frascati. W ramach pracy przewiduje się również możliwość uczestniczenia w pomiarach tego rozpadu. 
 Opiekun: dr Michał Silarski (michal.silarski@uj.edu.pl) 

• Poszukiwanie zjawisk nie opisywanych przez Model Standardowy w rozpadzie neutralnego kaonu KS →ν𝝂̅
  ( Praca ma charakter doświadczalno-komputerowy )
  Poszukiwania niewidocznych rozpadów różnych cząstek są motywowane wieloma postulowanymi rozszerzeniami Modelu Standardowego Cząstek Elementarnych. Jednym z procesów, w którym można zaobserwować zjawiska nie ujęte w Modelu Standardowym jest rozpad neutralnego kaonu KS →ν𝜈̅, dla którego przewidywany stosunek rozgałęzień jest bardzo mały (~10-8), a każde odstępstwo od przewidywanej wartości wskazuje na obecność nie znanego dotychczas procesu. Celem pracy jest wyznaczenie po raz pierwszy na świecie stosunku rozgałęzień wspomnianego rozpadu lub jego górnej granicy z wykorzystaniem danych zebranych przez eksperyment KLOE na zderzaczu e+e- we Frascati.  
  Opiekun: dr Michał Silarski (michal.silarski@uj.edu.pl)

•   Siła trójnukleonowa wynikająca z Chiralnej Efektywnej Teorii Pola w czwartym rzędzie rozwinięcia chiralnego   ( Jest to praca teoretyczno-komputerowa. )
  Siły działające pomiędzy trzema nukleonami powinny być uwzględniane w
  obliczeniach procesów jądrowych. Najnowsze modele takich sił wyprowadzone
  zostały ostatnio na gruncie teorii pola i znane są wzory na te siły w
  zależności od pędów, spinu i izospinu cząstek. Celem pracy będzie obliczenie
  elementów macierzowych takiej siły w przestrzeni pędowej i ewentualne
  włączenie jej do obliczeń rzeczywistych procesów. Część pracy polega na
  przygotowaniu odpowiedniego skryptu w programie Mathematica.
  

• Detektor słomkowy do eksperymentu HADES

• Skaner do sprawdzania geometrii detektorów słomkowych.

        W ramach pracy uruchomiony zostanie skaner o polu przesuwu 200 cm x 120 cm, wykorzystujący skolimowaną wiązkę promieni X do
         precyzyjnych     pomiarów pozycji drutów czułych oraz katod w gazowych detektorach słomkowych. W skanerze zastosowano innowacyjne
         rozwiązania związane z wykorzystaniem miniaturowego generatora promieni X.  Student będzie miał możliwość zapoznania się z fizyką detektorów
         gazowych, z analizą danych przy pomocy oprogramowania ROOT a także ze sterowaniem skanera (silniki krokowe, źródło X-ów) przy pomocy
         płytki BeagleBoneBlack (C++, Python,  Assembler).

•  Budowa prototypu paskowego detektora scyntylacyjnego odczytywanego przez fotopowielacze krzemowe.
  Zbudowany zostanie prototyp detektora scyntylacyjnego do pomiaru czasu przelotu w eksperymencie PANDA, charakteryzujący się małą masą oraz możliwością pracy w silnych polach magnetycznych, dzięki zastosowaniu fotopowielaczy krzemowych. Temat idealny dla osób lubiących samodzielnie eksperymentować gdyż cały projekt, obejmujący  montaż detektora, podłączenie elektroniki odczytu, oprogramowanie elektroniki odczytu, testy i analiza danych może być wykonana przez studenta.
  

• Terapia hadronowa nowotworów:
           
   Optymalizacja układu do weryfikacji zasięgu terapeutycznej wiązki protonowej na drodze symulacji Monte-Carlo          
   Pomiar i analiza danych dla korelacji promieniowania gamma emitowanego z fantomów z pozycją piku Bragga (praca eksperymentalno-analityczna)
   Obliczenia widm promieniowania gamma emitowanego z tkanki  naświetlanej wiązką protonową  (praca symulacyjno-analityczna) 
    Kalibracja energetyczna detektorów  używanych w doświadczalnym modelowaniu terapii hadronowej 
   Opracowanie algorytmów do rekonstrukcji przestrzenneg  rozkładu dawki w terapii protonowej (praca  koncepcyjno-programistyczna)
   Opracowanie interfejsu graficznego do programu  analizy danych doświadczalnych (praca programistyczna)
  ( Opiekun: Dr Aleksandra Wrońska, aleksandra.wronska@uj.edu.pl, tel. 12-664-4635, pokój B-2-33 )
  
  

• Zbadanie własności fotopowielaczy krzemowych pod kątem optymalizacji
  rozdzielczości pomiaru czasu detektorami scyntylacyjnymi.
  (Opiekun: Dr inż. Marcin Zieliński, marcin.zielinski@uj.edu.pl)
  Praca ma charakter doświadczalny komputerowy 
  

• Opracowanie, implementacji i przetestowanie algorytmów do rekonstrukcji procesów
  anihilacji atomów antywodoru w pułapce Penninga z użyciem detektorów scyntylacyjnych.
  (Opiekun: Dr inż. Marcin Zieliński, marcin.zielinski@uj.edu.pl)
  Praca ma charakter doświadczalny komputerowy 
  

• Opracowanie procedur do kalibracji indywidualnych modułów scyntylacyjnych układu
  detekcyjnego ATRAP-II.
  (Opiekun: Dr inż. Marcin Zieliński, marcin.zielinski@uj.edu.pl)
  Praca ma charakter doświadczalny komputerowy 
  

• Opracowanie metod rekonstrukcji śladów antyprotonów w komorach dryfowych.
  (Opiekun: Dr inż. Marcin Zieliński, marcin.zielinski@uj.edu.pl)
  Praca ma charakter doświadczalny komputerowy