Kandidatuppsatser

Permanent URI for this collectionhttps://gupea-staging.ub.gu.se/handle/2077/60403

Browse

Now showing 1 - 20 of 47

Quantifying resources for quantum computation with continuous-variables
(2025-08-05) Ahlinder, Nova; Besker, Filip; Pettersson, Stefan; University of Gothenburg/Department of physics; Göteborgs universitet/Institutionen för fysik
For quantum computers that employ continuous variables to have exponential computational advantage over classical computers, as well as good error-correcting components, quantum states with the property of being non-Gaussian need to be implemented. These, however, are often hard to create. One solution is to approximate them with states of lower stellar rank, with the accuracy of approximation calculated via stellar fidelity. In this thesis, stellar fidelities of three different non-Gaussian states have been numerically computed using optimization programs in Python. It was found that: 1. For Fock states, it is more beneficial to use core states rather than single-component Fock states to approximate them. Further, as the n for Fock target states increases, the stellar fidelity of core states with stellar rank n − 1 follows an interesting pattern. 2. For binomial plus states, some of them, despite their stellar rank being high, resemble Gaussian states, which gives stellar fidelity measurements support as a complement to stellar rank. 3. Even cat states are dependent on the parameter α, which should be high for optimal error correction, but the stellar fidelity computations in this thesis show that stellar fidelity is lower when α increases. An interesting phase transition in the stellar profiles of cat states was also found.
Phase analysis of engineering-scale materials using X-ray diffraction at MAX IV
(2025-08-05) Svensson, Jakob; University of Gothenburg/Department of physics; Göteborgs universitet/Institutionen för fysik
This bachelor project studies 316L stainless steel heat exchangers brazed with a nickel-based filler metal, using synchrotron-based X-ray fluorescence (XRF) and X-ray diffraction (XRD) techniques. Experiments were performed at the DanMAX beamline at the MAX IV synchrotron facility, enabling high-resolution mapping of elemental distribution and crystallographic phases. XRF revealed elemental distribution in key elements such as Fe, Cr, Ni and Mo. XRD identified spatial distribution of phases, such as austenite, ferrite and more complex phases like MoCrFe and BCrFe near the brazed joints. A key objective was to demonstrate the effectiveness of synchrotron-based analytical techniques on non-lab-prepared samples, which was successfully confirmed. This project prepares for other analytical techniques, such as in situ mechanical testing at DanMAX which analyses the structural changes with applied stress.
Längsta växande delföljder: En upptäcktsfärd genom slumpmatristeori och statistisk fysik
(2025-08-05) Friberg, Martin; University of Gothenburg/Department of physics; Göteborgs universitet/Institutionen för fysik
Vi ger ett bevis av Baik-Deft-Johanssons sats och förklarar hur denna är kopplad till nutida forskning i statistisk fysik och matematik. Utöver nödvändiga matematiska resonemang ger vi förslag på hur olika delsteg kan förstås intuitivt och hur flera resultat kan tolkas fysikaliskt. För att göra texten någorlunda fristående ger vi bakgrund inom slumpmatristeori och asymptotiska metoder, så att merparten av innehållet kan begripas med grundläggande sannolikhetsteori, linjär algebra och analys.
Impact of noisy data on the characterisation of diversions in spent nuclear fuel assemblies using artificial neural networks
(2025-08-05) Karlsson, Philip; Karlsson, Arvid; Lebens, Tova; University of Gothenburg/Department of physics; Göteborgs universitet/Institutionen för fysik
Spent Nuclear Fuel (SNF) contains fissile materials that can be used to build nuclear weapons, therefore it’s important to safeguard it. Non-Destructive Analysis (NDA) techniques are used to detect potential defects in SNF. A method currently under research relies on interpreting the results of these NDA measurements via Artificial Neural Networks (ANN:s) in order to detect missing fuel pins. The quality of the predictions made by this ANN are affected by noise in data used to train and test the model. The aim of this study was to evaluate the ANN:s performance using data with simulated noise and to see how different network architectures affected the quality of the models predictions. It was concluded that the two alternative architectures that were tested had a negative impact on the performance of the ANN. It was also concluded that noisy data negatively impacts the performance of the ANN.
Förutsägelser för detektering av stoft i tidiga galaxer
(2025-08-05) Mladenović, Alexander; Vallgren Nilsson, Samuel; Andersson Norman, Viggo; Böckert Åman, Lisa; Österbom, Hampus; University of Gothenburg/Department of physics; Göteborgs universitet/Institutionen för fysik
I detta arbete studerades olika sätt att observera stoft och dess egenskaper i tidiga galaxer med ALMA-teleskopet, med syfte att bidra till förbättrade observationsstrategier som eventuellt kan spara tid på planering av mätningar och observationstid samt ekonomiska resurser. Arbetet fokuserade främst på fyra olika huvudproblem. Dessa inkluderar hur observationstid kan fördelas för att mäta stoftmassan, vilka delar av parameterrummet som går att mäta, möjlig upplösning för två närliggande stoftkomponenter och hur antalet parabolantenner påverkar känsligheten i mätningen. För att studera dessa frågor användes en gemensam metod grundad i anpassning av spektrala energifördelningen från termisk strålning från stoft. Därefter gjordes simuleringar i programmet CASA (Common Astronomy Software Applications). Gemensamt för resultaten är att det tycks behövas omfattande mätningar i de högre frekvensbanden, men även de lägre är väsentliga för att noggrant begränsa stoftparametrarna. Detta kan uppnås, enligt våra resultat, genom fler teleskop och/eller längre observationstid.
How to Engineer Schrödinger´s Cat States in Kerr Non-Linear Resonators
(2025-04-25) Klint, John; Mårtensson, Niphredil; University of Gothenburg/Department of physics; Göteborgs universitet/Institutionen för fysik
The purpose of this Bachelor thesis is to study methods to engineer Schrödinger’s cat states in microwave resonators, as proposed in the paper Engineering quantum states of light by S. Puri et al. The thesis starts by introducing relevant notions and concepts. Thereafter, it provides several analytical as well as numerical derivations of the main equations and results in the paper by S. Puri et al. The Kerr non-linear resonator (KNR) is explored as a means to adiabatically generate cat states. The Hamiltonian of the KNR is modified by detuning and orthogonal drive modes to achieve faster initialisation. Some images are also replicated with Matlab and the Python toolbox QuTiP. Finally, we also construct a number of quantum gates using coherent states.
Absorption av mörk materia i dielektriska material
(2024-06-17) Chan, Emma; Hermansson, Johan; Hoogervorst, Carl; Syvänen, Isak; University of Gothenburg/Department of physics; Göteborgs universitet/Institutionen för fysik
Syftet med denna studie var att undersöka absorption av mörk materia i form av mörka fotoner för de åtta materialen Al2O3, GaN, Al, ZnS, GaAs, SiO2, Si och Ge. För att göra detta undersöktes absorptionshastigheten Γ samt absorptionshastighetens händelsefrekvens N hos de mörka fotonerna. Detta gjordes med numeriska och analytiska metoder. Det centrala för båda analyserna var att Γ och N delades upp i en longitudinell del samt en transversell del som undersöktes separat. Den numeriska analysen utfördes med hjälp av Python-paketet DarkELF som innehöll färdig data för den dielektriska funktionen εr(q,ω). Resultaten för Γ presenterades med grafer i massintervallet 1–10 eV och för N redovisades respektive materials händelsefrekvens för massan 1 eV i en tabell. Från tabellen kunde slutsatsen dras att Al var mest benägen att absorbera mörka fotoner medan SiO2 var minst benägen. För den analytiska delen användes Kramers-Kronig relationerna för att härleda ett uttryck för en övre gräns av N. För den longitudinella delen presenteras en graf som visar hur materialen förhåller sig till den övre gränsen. Resultatet visar att aluminium är nära att mätta den övre gränsen. Den transversella händelsefrekvensen kunde däremot inte evalueras då uttrycket blev materialberoende.
Biomekanisk rörelseanalys av löpning med webbapplikation
(2024-06-17) Axelsson, Jonathan; Demirel, Lucas; Lindén Malmberg, Nadine; Mayer, Alexander; Sjöström, Fanny; Svantesson, Jonathan; University of Gothenburg/Department of physics; Göteborgs universitet/Institutionen för fysik
Löpning är en form av fysisk aktivitet där små justeringar i löparens teknik kan ha betydande inverkan på resultatet. Inom idrott är det av stor vikt för tränare att noggrant kunna analysera justeringar i löpsteget, då de utgör grundläggande faktorer för förbättring av löpteknik och därmed även prestationsnivå. I detta projekt har en produkt utvecklats för att möjliggöra biomekanisk rörelseanalys av löpares teknik med hjälp av maskininlärning, som sedan har paketerats i en webbapplikation. Egen data på en persons löpning har samlats in för att förbättra maskininlärningens förmåga att uppskatta rörelse hos en individ. Den insamlade datan formaterades även till ett dataset för att passa modellen som användes. Modellen kan, utifrån en video på en löpare, förutsäga nyckelpunkters positioner i relevanta ledvinklar. För att visualisera resultatet har en webbapplikation skapats som nyttjar maskininlärningsmodellen. Webbapplikationen har en interaktiv design genom att användaren själv kan ladda upp en inspelad löpsekvens med en vanlig kamera för att sedan få återkoppling på löpningen. Projektet har flera utvecklingsmöjligheter, som att inkludera fler ledpunkter i modellen och presentera fler parametrar. Vidare kan datasetet och valideringsmetoden utvecklas för att bättre passa maskininlärningen.
Bone and glass cutting using a femtosecond laser
(2024-06-17) Muszynski, Jakub; Ström, Max; University of Gothenburg/Department of physics; Göteborgs universitet/Institutionen för fysik
Today it is impossible to imagine industry and science without lasers. It has found various medical uses, such as treating retinal diseases. A new way to use the laser in research is to use it as a microtome to cut organic tissue, particularly bone, which are difficult to examine from the inside using currently available methods. In this bachelor’s thesis, certain parameters for the optimal cutting of materials were examined. Mouse bones and glass slides were used as cutting materials. By finding the optimal parameters for cutting, one can quickly use them for one’s own research and, with the help of motorized stages, set up a precise sample positioning station that allows the user to produce desired cuts.
Development of an energy meter for nanosecond light pulses
(2024-06-17) Elmteg, Hampus; University of Gothenburg/Department of physics; Göteborgs universitet/Institutionen för fysik
The aim of this bachelor project was to develop an energy meter for nanosecond laser pulses by utilizing a microcontroller and thereby creating an Embedded Measurement System (EMS) as a cost-effective alternative to commercial energy meters. The sensor used was a biased photodetector operating in a linear regime of output power with respect to input power. The development involved using an oscilloscope to analyze of potential circuits, and then following up by developing a program on a Teensy 3.2 microcontroller to replace the oscilloscope. The results indicate that this is a viable method for measuring variations in energy of nanosecond light pulses, as the output signal in voltage is directly proportional to the pulses’ energy content if the photodiode is in its linear regime.
Kvantfelskorrektion, statistisk fysik och tensornätverk
(2024-06-17) Sandås, Joel; Ström, Gustaf; Lödevik, Amanda; Ljungström, Fredrik; University of Gothenburg/Department of physics; Göteborgs universitet/Institutionen för fysik
I detta kandidatarbete har tillvägagångssättet för hur Isingmodellen skall appliceras på en Clifford-deformed surface code (CDSC) undersökts. En egen CDSC, namngiven som G81, har skapats och Isingmodellen har applicerats på denna kod. Med hjälp av Isingmodellen har en partiell analytisk lösning tagits fram för G81 i den speciella punkten. Detta analytiska resultat har jämförts med numeriska beräkningar som gjorts med en tensornätverksbaserad avkodare. Med den tensornätverksbaserade avkodaren har också G81-kodens egenskaper beroende på kodstorleken undersökts. Den partiella analytiska lösningen stämde enligt förväntan inte överens med utfallet av de numeriska beräkningarna, vilket bekräftar att lösningen behöver kompletteras för att bli fullständig. De numeriska beräkningarna för G81 koden var väldigt lika den analytiska lösningen för XZZX-koden i speciella punkten, öppnande för frågan om de kan vara ekvivalenta framställningar. Ett tröskelvärde för den fysiska felsannolikheten för G81 koden är p ≈ 0,3 för η = 30.
Navigera bakgrund i subatomär fysik
(2024-06-17) Berntsson, Sanna; Pettersson, Emil; University of Gothenburg/Department of physics; Göteborgs universitet/Institutionen för fysik
Studien av fissionsbarriärer för neutronrika isotoper har möjliggjorts med nya experimentuppställningar som ISOLDE Solenoidal Spectrometer vid CERN. I experimentet kolliderar 229Ac med deutererad plast för att excitera aktiniumet till fission. Ännu finns det komplikationer då man har observerat stor mängd bakgrund i mätdatan för protonen som reaktionsprodukt. Med simuleringar av experimentet kan man göra ett första försök att förstå bidragen till bakgrunden. Resultatet visar att en orsak till bakgrund kan vara α- eller protonemission av kol-liknande reaktionsprodukter då aktiniumet reagerar med kolet i måltavlan istället för deuterium.
Predicting missing fuel pins in nuclear reactors with CORE SIM+ simulations and artificial neural networks
(2024-06-17) Herlitz, Jonathan; Fried, Emma; University of Gothenburg/Department of physics; Göteborgs universitet/Institutionen för fysik
Monte Carlo (MC) är ett av de mest använda simuleringsverktygen inom kärnfysik och teknik. MC motsvarar den realistiska situationen i ett kärnkraftverk, men med sådana realistiska beräkningar blir det mycket beräkningstungt. Med CORE SIM+ kommer vi att prova en annan metod som kommer att vara betydligt snabbare. CORE SIM+ som simulator skulle göra det möjligt att simulera många olika fall av saknade eller intakta kärnbränslestavar, mycket snabbare än MC. CORE SIM+ simulatorn skapar en mängd olika fall av saknade kärnbränslestavar. Ett dataset genereras som tar fram neutronflödet och gradienten av flödet, samt vilka bränslestavar som saknas i reaktorn. Ett artificiellt neuralt nätverk (ANN) tränas sedan med ett dataset för att hitta en hög noggrannhet i att förutsäga tillståndet för bränslestavarna, med och utan gradienten inkluderad. Detta kommer sedan att jämföras och testas mot MC-datasetet för att se om det finns möjligheter att ha CORE SIM+ som ett bra alternativ till MC för att generera stora träningsdataset för att träna en ANN-modell. ANN-modellen visar potential för att vara ett starkt tillskott till de nuvarande säkerhetsprocedurerna. Resultaten indikerar att inkluderingen av gradienten kan förbättra modellprestandan. Med ytterligare förbättringar av datasetet och det neurala nätverket kan det vara möjligt att ersätta MC-simuleringar med CORE SIM+ simuleringar. Detta kan resultera i betydande tids- och kostnadsbesparingar utan att prestandan försämras. även om detta ännu inte är möjligt med modellens nuvarande tillstånd, kan det bli verklighet med ytterligare förbättringar. Detta projekt bidrar till kunskap och öppnar också upp spännande möjligheter för framtida forskning och utveckling inom området.
Rotation i förändring – El Niños effekt på jordens dygnslängd
(2024-06-17) Letell, Gabriel; Lundmark Harrison, Erik; Öster, Jakob; Berggren, Linus; University of Gothenburg/Department of physics; Göteborgs universitet/Institutionen för fysik
Klimatfenomenet El Niño-Southern Oscillation (ENSO) har visat sig påverka jordens rotationshastighet och därmed dygnslängd. Detta arbete är en fullständig undersökning av denna korrelation, inkluderande den senaste tillgängliga datan. Variationer i jordens dygnslängd under perioden 1962–2023 studeras med det statistiska verktyget singularspektrumanalys (SSA). Efter att trenden – som förklarar 96,4% av den ursprungliga signalen – eliminerats, extraheras den årliga och semi-årliga termen, vilka förklarar 59,8% respektive 33,9% av den återstående signalen. Dessa termers amplitudvariationer filtreras ut via komplex demodulering. Amplitudvariationen hos termerna jämförs sedan med data från Multivariate ENSO Index (MEI), som beskriver klimatvariationerna som orsakas av ENSO. Korrelationen mellan respektive term och MEI beräknas för ett antal fördröjningsperioder. Korrelationen är betydande i båda fallen: 49,38% (fyra månaders fördröjning) och 40,47% (ingen fördröjning) för den årliga respektive semi-årliga termen. Arbetet inkluderar även en mindre undersökning av eventuell påverkan från större jordbävningar och vulkanutbrott på dygnslängden, och en potentiell effekt från flera jordbävningar samt Tonga-vulkanen 2022 syns i datan.
Spårning av nanopartiklar med iSCAT och maskininlärning
(2024-06-17) Ahlskog, Malte; Albers, Oskar; Andersson, Karl Junior; Berger, Adam; Jamal, Aram; Muriqi, Kelmend; University of Gothenburg/Department of physics; Göteborgs universitet/Institutionen för fysik
Denna studie undersöker spårning av partiklar i storlek 100 nm från iSCAT-mikroskopi i två och tre dimensioner med maskininlärnings- och algoritm-baserade spårningsmetoder. Arbetet jämför noggrannheten av förutsägelser av partikelpositioner i två dimensioner mellan LodeSTAR-metoden och Radial Variance Transform algoritmen (RVT), hur dessa förutsägelser påverkar skapandet av partikelbanor med MAGIK och hur partiklarnas diffusivitet beror på den valda detektionsmetoden. För att möjliggöra förutsägelser i djupled anpassades den tredimensionella LodeSTAR-modellen för att tränas på syntetiserade bilder av partiklar på olika djup. Noggrannheten av LodeSTAR-metoden i tre dimensioner utvärderades genom att jämföra diffusivitet hos förutsagda partikelbanor från experimentell data med deras teoretiska värden, samt genom analys av banor och deras kovarianser i djupled. Resultaten för den tvådimensionella LodeSTAR-modellen visar att RVT, utifrån kovariansanalys, ger fler detektioner som resulterar i Brownsk rörelse för partiklarna, men att LodeSTAR presterar bättre i antal korrekt förutsagda partiklar och spårning över längre tidsförlopp. Däremot ger båda detektionsformer sämre resultat när partiklarna varierar avsevärt i form och storlek. Vidare tyder jämförelser av diffusivitet, kovarians och partikelbanor för tredimensionell detektion på att LodeSTAR-metoden extraherar information om partikeldjup, men att detektionerna saknar noggrannhet. Det föreslås att förbättring av den syntetiserade datan för att närmare efterlikna partiklar i djupare brunnar skulle ge mer precisa resultat. Sammanfattningsvis visar LodeSTAR-metoden lovande framtida potential för att spåra partiklar i tre dimensioner från iSCAT-bilder
Teoretisk studie av bindningsenergier mellan aminosyror och magnesiumlegeringar
(2024-06-17) Bolin, John; Goold, Amanda; Hildeberg, Olof; Limbäck, Alva; University of Gothenburg/Department of physics; Göteborgs universitet/Institutionen för fysik
Idag är nästan alla implantat gjorda av titan- eller stållegeringar. Implantat som inte ska vara kvar permanent i kroppen efter en skada måste opereras ut efter läkning. Det är önskvärt att undvika operationer om möjligt, eftersom det medför risker för patienten och höga operationskostnader. Biologiskt nedbrytbara implantat är därför av stort intresse. Ett lovande material för nedbrytbara implantat är magnesium (Mg). Rent Mg bryts dock ned för snabbt vid många läkningsprocesser, därför utvecklas implantat av Mg-legeringar för att öka korrosionsmotståndet hos implantat. Resultaten från det genomförda projektet som presenteras i denna rapport tyder på att legeringsytor innehållandes zink (Zn), aluminium (Al), och litium (Li) ger upphov till ett förhöjt korrosionsmotstånd, där legeringar med Li visar högst korrosionsmotstånd av de tre. Dagens forskning inom detta område är till stor del experimentell och mängden teoretisk forskning är relativt liten. Syftet med detta projekt är att med hjälp av datorsimuleringar studera bindningsenergier mellan olika Mg-legeringar och aminosyror för att estimera korrosionsegenskaperna hos Mg-legeringar. Under projektet studerades Mg-legeringar innehållande Zn, Al, eller Li. De undersökta aminosyrorna var glycin, prolin, och hydroxyprolin, som tillsammans utgör den största delen av kollagen, vilket är ett av de vanligaste proteinerna i kroppen. I datorprogram konstruerades modeller bestående av ytan av en Mg-legering och en aminosyra i taget. Bindningsenergin mellan ytan och aminosyran studerades i miljöer som motsvarar vakuum och rent vatten. I vakuum undersöktes aminosyrorna när dessa var både fria och fixerade. Fria aminosyror innebär i detta projekt att molekylen fick röra sig fritt i rummet, fixerade innebär att molekylens rörelsemöjligheter begränsades för att simulera en mer realistisk orientering av aminosyrorna då dessa sammanlänkas i kedjor i kollagen. Flertalet resultat togs fram under projektet. Beräkningarna från de fria aminosyrorna visade att Mg-Li-legering motsvarande en vikt-% på ungefär 3,8 ger störst bindningsenergi, vilket indikerar att denna legering ger högst korrosionsmotstånd jämfört med rent Mg och legeringar med Zn eller Al. De fixerade aminosyrorna, som endast undersöktes med en Mg-Zn yta, visade knappt märkbara skillnader i bindningsenergi mellan legeringshalterna. Beräkningarna i vattenmiljö hann inte konvergera inom projektets tidsram, och därmed gavs inget slutgiltigt resultat för bindningsenergierna. Däremot erhölls bilder som visade hur aminosyran prolin rör sig i en vattenmiljö. I fortsatt teoretisk forskning rekommenderas vidare undersökning av hur aminosyrorna binder till Mg-legeringar i en vattenmiljö, samt hur aminosyrorna beter sig då de befinner sig i kollagenkedjor.
The electron affinity of Po: a theoretical electron correlation study
(2023-06-28) Armini, Lydia; University of Gothenburg/Department of physics; Göteborgs universitet/Institutionen för fysik
The electron affinity (EA) of polonium (Po) is calculated with the multiconfiguration Dirac-Hartree-Fock (MCDHF) method combined with a relativistic configuration-interaction (RCI) approach. Po is of particular interest as one of the few remaining elements with no experimental value for its EA. There are also relatively few theoretical studies for Po, targeting these properties. The latest calculation using MCDHF is over 10 years old and newer coupled-cluster studies indicate that this value is underestimating the EA. Earlier this year, a proposal was made to CERN to perform measurements on the EA of Po and it is expected that these experiments will take place in the foreseeable future. Hence, it is now important to analyze the discrepancy between the theoretical results by testing new MCDHF atomic structure correlation models. This work also serves as a preparatory study for future calculations of the isotope shift (IS) of the EA of Po. The IS in turn directly relates to the nuclear structure of Po. The results from the present study are compared to the prior theoretical estimates of the EA and the difficulties with treating and balancing correlation in Po and Po− will be discussed. The calculations performed estimates the EA to be 1.446 eV.
The Effect of Pulse Duration, Laser Energy, and Gas Pressure on High Harmonic Generation Efficiency and Spectral Characteristics
(2023-06-28) Antonsson, Lukas; Al Hashemi, Mulham; University of Gothenburg/Department of physics; Göteborgs universitet/Institutionen för fysik
This Bachelor’s thesis investigates the role of pulse duration, laser energy, and gas pressure on the efficiency and colour of the High Harmonic Generation (HHG) process. HHG is a nonlinear optical phenomenon that generates extreme ultraviolet (XUV) radiation when an intense laser beam interacts with a material. XUV radiation is characterized by high photon energies and short wavelengths, making it useful for a wide range of applications in science and technology, such as imaging, spectroscopy, and microscopy. The study is conducted using a laser system that generates femtosecond laser pulses, which are focused onto a gas target to generate XUV radiation. The energy and spectrum of the generated XUV radiation are analyzed for different values of pulse duration, laser energies, and gas pressure values, as well as the effects of using gas cells of different lengths and gap diameters. The results show that changing the pulse duration and laser energy have a significant effect on the energy of the XUV photons and photon flux, while the gas pressure has a minor effect. Moreover, the use of gas cells of different lengths and gap diameters also affected the energy of the XUV photons and photon flux. The findings of this study have important implications for the design and optimization of HHG systems for various applications, including the development of more efficient and versatile XUV sources that can contribute to the advancement of various fields of science and technology.
Higgsbosonen bortom standardmodellen
(2023-06-28) Axelsson, Joel; Ibrahim, Muhammad; Rhodin, Maja; Babayev, Emil; Nilsson, Joel; Utterström, Markus; University of Gothenburg/Department of physics; Göteborgs universitet/Institutionen för fysik
Standardmodellen är den nuvarande teori som beskriver interaktionerna mellan elementarpartiklar. Trots att den har varit framgångsrik ger den inte en fullständig beskrivning av universum. Försöket att konstruera en mer fullständig teori har varit en av de huvudsakliga drivkrafterna inom högenergifysik. I denna rapport studeras fyra möjliga utökningar av fysiken i higgsområdet i standardmodellen, nämligen singlettskalärmodellen, sammansatt higgs-modellen, dubbel higgsdubblettmodellen och higgsportal mörk materia-modellen. I rapporten undersöks hur deras parametrar begränsas av experimentell data från CERN:s partikelaccelerator LHC. Undersökningen utförs genom maximum likelihood-skattning av parametrarna och Monte Carlo markovkedja-analys. De bayesianska a posteriorifördelningarna presenteras för parametervärdena och visar att standardmodellen fortfarande är kompatibel med resultaten, men att för vissa parametrar tillåter den nuvarande datan avvikelser från standardmodellens värden upp till 25 %. Resultaten tillåter att upp till 8 % av higgsbosonen kan sönderfalla till mörk materia vilket innebär att en eventuell kopplingsstyrka mellan mörk materia och higgsbosonen begränsas till 0,1. Singlettskalärpartikeln tillåts blandas med higgsbosonen upp till 18 %. Sammansatt higgs-modellen kan falsifieras upp till energin 1,1TeV. I dubbel higgsdubblettmodellen kan inte en andra dubblett uteslutas, men ett scenario där den andra dubbletten inte kopplar till standardmodellen är möjligt. Sammantaget innebär resultaten att datan från LHC är kompatibel med standardmodellen.
Förflyttning av laddade partiklar i en linjär paulfälla
(2023-06-28) Enevold, Victor; Haglund, Anni; Nemer, Charbel; University of Gothenburg/Department of physics; Göteborgs universitet/Institutionen för fysik
A Paul trap is a device that uses oscillating electrical fields to capture charged particles, both microscopically with ions in vaccum-chambers and macroscopically with larger particles in air. It is a powerful tool for teaching students the fundamental principles of electrical fields and their effects on charged particles. Althought the underlying math is complex, the Paul trap provides a way for students to intuit the phenomenon of electric fields. Paul traps have been used previously in teaching applications, but with limited levels of student handling. These traps have either been regular Paul traps, confining a particle in a relatively fixed position in 3D space, or linear Paul traps that captures particles along a line. In this study, a safe and affordable linear Paul trap is constructed as well as a simulation of the device. It can be used as a demonstration tool to show how electric fields can trap charged particles with the main feature being the possiblility for the students to introduce new electric fields to the Paul trap via DC segments, thereby causing controlled movement of the trapped particles. The simulations and the linear Paul trap developed in this study can be a valuable resource for teaching students about electrical fields and their applications in trapping, studying and transporting charged particles.

Browse

Recent Submissions