Browsing by Subject "hiukkasfysiikka"

Sort by: Order: Results:

Now showing items 1-5 of 5
  • Veteli, Peitsa (Helsingin yliopisto, 2020)
    Opetus- ja tutkimusmaailmojen välillä koetaan olevan rako, jota voidaan pitää osasyynä yleisesti havaittuun opiskelijoiden matalaan motivaatioon luonnontieteellisiä aloja kohtaan. Samassa yhteydessä esiin nousevat autenttisuuden ja relevanssin käsitteet, joilla voidaan kuvata eri tavoilla tapahtuvan toiminnan ”aitoutta” tai mielekkyyttä. Tässä työssä esitellään Fysiikan tutkimuslaitos HIP:in (Helsinki Institute of Physics) Avoin data opetuksessa -projektin myötä kehitettyjä merkityksellisen ohjelmoinnin työkaluja, joissa hyödynnetään muun muassa CERNissä toimivan CMS-kokeen (Compact Muon Solenoid) avoimia hiukkastutkimuksen aineistoja. Näiden materiaalien siirtymistä opettajakunnan avuksi tuetaan koulutuksilla, joista kerättyä palautetta analysoidaan tässä tutkielmassa laajemman tiedeopetuksen autenttisuuteen ja avoimen datan hyödyntämiseen liittyvän keskustelun yhteydessä. Avoimen datan hyödyntäminen ja opetuksellinen tutkiminen ovat hyvin nuoria aloja, joiden eturintamaan tämäkin työ asettuu. Aineistoa on kerätty sekä suomalaisilta (n = 64) että kansainvälisiltä (n = 12) toisen asteen opettajilta, minkä lisäksi vertailukohtana käytetään opiskelijatyöpajoista nousseita kommentteja (n = 62). Menetelmänä toimii temaattinen analyysi, jonka tulokset ovat vertailukelpoisia muuhun luonnontieteen opetuksen tutkimuskirjallisuuteen. Tutkimuskysymyksenä on: Miten autenttisuus esiintyy opettajien palautteessa hiukkasfysiikan avoimen datan opetuskäytön kursseilta ja kuinka se vertautuu tiedeopetuksen tutkimuskirjallisuuteen? Tuloksista havaitaan opettajien näkemysten asettuvan hyvin saman suuntaisesti kuin verrokkikirjallisuuden pohjalta olisi voinut olettaakin, yleisimpien autenttisuuden yhteyksien painottuessa tutkijoiden toimintaan verrattaviin työskentelytapoihin ja ”oikean maailman” haasteisiin. Palautteen lähes yksimielinen positiivisuus antaa vahvaa indikaatiota projektin tarjoamien mahdollisuuksien hyödyllisyydestä ja tukee alalla kaivattavien jatkotutkimusten kannattavuutta.
  • Wendland, Lauri (Helsingin yliopisto, 2009)
    This thesis describes methods for the reliable identification of hadronically decaying tau leptons in the search for heavy Higgs bosons of the minimal supersymmetric standard model of particle physics (MSSM). The identification of the hadronic tau lepton decays, i.e. tau-jets, is applied to the gg->bbH, H->tautau and gg->tbH+, H+->taunu processes to be searched for in the CMS experiment at the CERN Large Hadron Collider. Of all the event selections applied in these final states, the tau-jet identification is the single most important event selection criterion to separate the tiny Higgs boson signal from a large number of background events. The tau-jet identification is studied with methods based on a signature of a low charged track multiplicity, the containment of the decay products within a narrow cone, an isolated electromagnetic energy deposition, a non-zero tau lepton flight path, the absence of electrons, muons, and neutral hadrons in the decay signature, and a relatively small tau lepton mass compared to the mass of most hadrons. Furthermore, in the H+->taunu channel, helicity correlations are exploited to separate the signal tau jets from those originating from the W->taunu decays. Since many of these identification methods rely on the reconstruction of charged particle tracks, the systematic uncertainties resulting from the mechanical tolerances of the tracking sensor positions are estimated with care. The tau-jet identification and other standard selection methods are applied to the search for the heavy neutral and charged Higgs bosons in the H->tautau and H+->taunu decay channels. For the H+->taunu channel, the tau-jet identification is redone and optimized with a recent and more detailed event simulation than previously in the CMS experiment. Both decay channels are found to be very promising for the discovery of the heavy MSSM Higgs bosons. The Higgs boson(s), whose existence has not yet been experimentally verified, are a part of the standard model and its most popular extensions. They are a manifestation of a mechanism which breaks the electroweak symmetry and generates masses for particles. Since the H->tautau and H+->taunu decay channels are important for the discovery of the Higgs bosons in a large region of the permitted parameter space, the analysis described in this thesis serves as a probe for finding out properties of the microcosm of particles and their interactions in the energy scales beyond the standard model of particle physics.
  • Tuominiemi, Jorma (Fysiikan tutkimuslaitos (HIP), 2018)
    Suomessa alkeishiukkasfysiikan kokeellinen tutkimus aloitettiin tyhjästä vuonna 1965. Tämä kirja dokumentoi suomalaisen kokeellisen tutkimuksen vaiheita aivan alusta aina Higgsin bosonin löytämiseen vuonna 2012 CERNissä. Tänä aikana maailmassa rakennettiin useita mittavia koelaitteistoja aineen perusrakenteen tutkimusta varten. Ne ovat edistäneet merkittävästi käsitystämme aineen mikroskooppisesta rakenteesta. Suomalaiset tutkijat ovat osallistuneet tutkimukseen useilla näistä laitteistoista.
  • Kärkkäinen, Timo (Helsingfors universitet, 2013)
    Neutrino oscillation is a particle physics phenomenon, where neutrino flavour is not conserved. The phenomenon was conjectured during the 1950s by Pontecorvo and confirmed during the 1990s by Super-Kamiokande collaboration. Consequently, neutrinos must have Dirac or Majorana mass and a relevant mass term must be included in standard model. Neutrino oscillation is the first confirmed beyond standard model phenomenon. It leads to nonconservation of quantum numbers L_e, L_μ and L_τ. Currently the scientific community has detected three different neutrinos, but has failed in designating the mass hierarchy and absolute mass of them. In addition, charge-parity symmetry violation (CP violation) is expected, but yet unconfirmed in the neutrino oscillation. This thesis includes a brief historical journey to neutrino physics and a lengthy discussion of electroweak sector of standard model (Glashow–Weinberg–Salam theory), with detailed phenomenology of neutrino oscillations. GLoBES simulation program and its partner AEDL language is introduced. Experiment definition methods in AEDL are covered extensively. The most important parameters are neutrino flux, source power, target mass and baseline length. Statistical methods are represented briefly. Main tool is χ2-test. Neutrino sources are assumed to be 700 kW SPS at CERN, Switzerland, 450 kW particle accelerator Protvino, Russia and 5 MW particle accelerator at Lund, Sweden. The target is LAGUNA detector at Pyhäsalmi mine, Finland. Using specifications of LAGUNA detector currently on drawing board and SPS as the neutrino source, the confidence limits for determining neutrino mass hierarchy and discovering nonzero CP violation are calculated. Mass hierarchy is almost conclusively determined, most of the δ_CP parameter space exceed the 5σ limit, which is considered the limit for a confirmed scientific discovery. CP violation discovery is confirmed within 5σ limit with 70 % of δ_CP parameter space. Including both the SPS and Protvino accelerator neutrino fluxes, the covered parameter space is increased significantly with both mass hierarchy determination and CP violation discovery. Including also Lund accelerator neutrino flux, mass hierarchy is conclusively determined. CP violation discovery is confirmed within 5σ limit with 65 % of δ_CP parameter space and within 90 % limit with 85 % of δ_CP parameter space. Pyhäsalmi mine is 2288 km from CERN neutrino source. The baseline is very close to bimagic baseline 2540 km, which allows extremely good statistics and sensitivity of oscillation parameters. In conclusion, Pyhäsalmi mine should be given priority, when candidate sites are considered.
  • Noschis, Elias (Helsingin yliopisto, 2006)
    The TOTEM experiment at the LHC will measure the total proton-proton cross-section with a precision better than 1%, elastic proton scattering over a wide range in momentum transfer -t= p^2 theta^2 up to 10 GeV^2 and diffractive dissociation, including single, double and central diffraction topologies. The total cross-section will be measured with the luminosity independent method that requires the simultaneous measurements of the total inelastic rate and the elastic proton scattering down to four-momentum transfers of a few 10^-3 GeV^2, corresponding to leading protons scattered in angles of microradians from the interaction point. This will be achieved using silicon microstrip detectors, which offer attractive properties such as good spatial resolution (<20 um), fast response (O(10ns)) to particles and radiation hardness up to 10^14 "n"/cm^2. This work reports about the development of an innovative structure at the detector edge reducing the conventional dead width of 0.5-1 mm to 50-60 um, compatible with the requirements of the experiment.