FYSS4456 Hiukkasfysiikan kokeelliset menetelmät (5 op)

Avaa opintojakson esite Sisussa
Opinnon taso:
Syventävät opinnot
Arviointiasteikko:
0-5
Suorituskieli:
englanti
Vastuuorganisaatio:
Fysiikan laitos
Opetussuunnitelmakaudet:
2020-2021, 2021-2022, 2022-2023, 2023-2024

Kuvaus

  • ROOT data-analyysiympäristö

  • PYTHIA eventtigeneraattoori (sovellettuna protoni-protoni törmäyksiin)

  • FastJet –ohjelmistopaketti jettien rekonstruktioon

  • Yksinkertaiset Monte Carlo –simulaatiot

  • Protoni-protoni törmäysten mallintaminen PYTHIA:lla

  • Invariantin massan menetelmä

  • Kaksihiukkaskorrelaatiot

  • Jettien rekonstruktio protoni-protoni törmäyksissä 

Osaamistavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa

  • Luoda C++ kielisiä makroja ROOT data-analyysiympäristöön

  • Luoda ja käyttää ROOT ympäristön perusolioita sekä niiden palveluita, erityisesti: histogrammit, funktiot, graafit ja puut

  • etsiä tietoa ympäristön verkossa olevasta dokumentaatiosta olioiden palveluiden käytössä

  • Laatia yksikertaisia Monte Carlo –simulaatioita

  • Luoda protoni-protoni törmäyksiä PYTHIA eventtigeneraattorilla sekä poimia sieltä lopputilan hiukkasia omaan analyysiin

  • Ymmärtää kaksihiukkaskorrelaatioiden yhteyden jetteihin

  • Osaa muodostaa kaksiulotteisen korrelaatiofunktion PYTHIA eventeistä sekä ymmärtää sen projektioiden perusominaisuudet

  • Käyttää FastJet –pakettia jettien rekonstruktioon ja poimia yksittäiset jetit ja/tai sen konstituenttihiukkaset omaan analyysiin

  • Ymmärtää invariantin massan menetelmän ja osaa soveltaa sitä neutraalien pionien rekonstruoimiseen

  • On muodostanut mielikuvan protoni-protoni törmäyksen Minimum Bias ja rare -triggereistä

  • Ymmärtää kvalitatiivisella tasolla mittalaitteiden epätäydellisyydestä johtuvat yksihiukkaskorjaukset. Tarkennettuna, opiskelija osaa soveltaa yksihiukkaskorjauksia ja tietää niiden taustan, vaikka ei itse niitä vielä pystyisi määrittämäänkään. 

Esitietojen kuvaus

  • FYSA2031-FYSA2032 Kvanttimekaniikka A&B ja erityisen suhteellisuusteorian perusteet

  • Ohjelmointikokemus jollakin oliokielellä (kurssilla käytössä C++)

  • Hiukkasfysiikka suositeltava, muttei pakollinen esitieto. Voi suorittaa samanaikaisesti. 

Oppimateriaalit

  • Verkkoluennot ja niiden kalvot

  • ROOT:n, PYTHIA:n sekä FastJet:in dokumentaatio verkossa 

Suoritustavat

Tapa 1

Arviointiperusteet:
10 % ennakkotehtävät, 40 % harjoitustehtävät, 50 % harjoitustyö. Harjoitustyöstä vaaditaan erikseen vähintään puolet pisteistä.
Opetusajankohta:
Periodi 3
Valitaan kaikki merkityt osat

Tapa 2

Kuvaus:
Tämä suoritustapa on tarkoitettu opiskelijoille, joille suoritustapa 1 ei erityisistä syistä ole mahdollinen (esim. asuminen muualla, suositus yksilöllisistä opintojärjestelyistä). Suoritustavasta on otettava yhteyttä opettajaan ennen kurssille ilmoittautumista.
Arviointiperusteet:
50 % harjoitustehtävät, 50 % harjoitustyö. Harjoitustyöstä vaaditaan erikseen vähintään puolet pisteistä.
Valitaan kaikki merkityt osat
Suoritustapojen osat
x

Osallistuminen opetukseen (5 op)

Tyyppi:
Osallistuminen opetukseen
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
10 % ennakkotehtävät, 40 % harjoitustehtävät, 50 % harjoitustyö. Harjoitustyöstä vaaditaan erikseen vähintään puolet pisteistä.
Suorituskieli:
englanti
Työskentelytavat:

  • Ohjelmointitehtävät sekä harjoitustyö

  • Verkkoluennot

  • Osallistuminen pienryhmätilaisuuksiin 

Ei julkaistua opetusta
x

Itsenäinen työskentely (5 op)

Tyyppi:
Itsenäinen työskentely
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
50 % harjoitustehtävät, 50 % harjoitustyö. Harjoitustyöstä vaaditaan erikseen vähintään puolet pisteistä.
Suorituskieli:
englanti
Työskentelytavat:

Ohjelmointitehtävien ja harjoitustyön tekeminen itsenäisesti verkkoluentojen pohjalta. 

Opetus