Témata pro studenty středních škol pro ročníkové práce a SOČ – Středoškolská odborná činnost

Preferované obory:

01.matematika a statistika
02. fyzika
10. elektrotechnika, elektronika a telekomunikace
12. tvorba učebních pomůcek, didaktická technologie
18. informatika

Výzvy a možnosti: interview se zajímavými fyziky na Univerzitě Karlově


SOC_Kod_1Elektrony – protony, je v nich nějaký rozdíl?

Na světe se staví drahé zařízení – urychlovače – na měření srážek elektronů nebo protonů. Proč to nejde v jednom? Co tomu brání?

Cíl: zkus spolužákovi nebo spolužačce poutavě vysvětlit, čím se liší tyto částice.

Kontakt: Peter Kodyš,

E-mail peter.kodys@mff.cuni.cz.


SOC_Kod_2Kam se ztratil anti-svět

 Kam se poděla antihmota, když vznikal vesmír? Jedna z největších záhad moderní částicové fyziky… Narušená symetrie světa?

Cíl: dokážeš toto vysvětlit kamarádovi nebo kamarádce?

Kontakt: Peter Kodyš,

E-mail peter.kodys@mff.cuni.cz.


SOC_Kod_3Není je vidět a jsou vůbec?

Svět částic je neviditelný, ale stejně si myslíme že existuje. Jak měříme částice? Jaké detektory máme? Jak fungují?

Cíl: dokážeš toto vysvětlit kamarádovi nebo kamarádce?

Kontakt: Peter Kodyš,

E-mail peter.kodys@mff.cuni.cz.


Proč jsSOC_Kod_4ou tady prvky a kde se vzaly?

 Výbuchy hvězd umožní vznik prvků po železo. Jak se tu objevily další prvky? Zlato? Stříbro? Co nám dokážou říct gravitační vlny?

Cíl: dokážeš toto vysvětlit kamarádovi nebo kamarádce?

Kontakt: Peter Kodyš,

E-mail peter.kodys@mff.cuni.cz.


SOC_Ryb_6 Elektroslabé bosony jako nástroje pro studium kvark-gluonového plazmatu

Účelem těžko-iontové fyziky je zkoumat vlastnosti silné interakce a hmotu za extrémních  podmínek vytvořených při srážce dvou relativistických těžkých iontů. Teorie silné interakce, kvantová chromodynamika, předpovídá vznik nového stavu hmoty tzv. kvark-gluonového plazmatu. V tomto prostředí dochází k ovlivnění částic s velkou energií nesoucích barevný náboj, které vede k potlačení kolimovaných spršek částic, tzv. jetů. V současných měřeních jsou elektroslabé bosony W a Z studovány jen v případě, kdy se rozpadají na páry elektronů, nebo mionů, tedy částic bez barevného náboje. Tyto bosony se ale rozpadají i na dvojice barevně nabitých kvarků. Zájemce o tento projekt se seznámí s úvodem do této problematiky a pomocí simulací bude ověřovat a studovat možnosti měření těchto rozpadů v existujících datech z experimentu ATLAS.

Kontakt: Martin Rybář,

E-mail rybar@ipnp.troja.mff.cuni.cz .


SOC_Zleb_7 AI v částicové fyzice

K analýze dat ze srážek částic v urychlovačích se více a více využívají metody strojového účení, zejména tzv. hluboké neuronové sítě.

Tyto metody jsou velmi efektivní pro identifikaci zajímavých srážek, kde např. vznikla dosud neobjevená částice od nezajímavých případů, kterých je naprostá většina.

Student se seznamí se základními metodami strojového učení a zkusí vyvinout neuronovou síť která co nejlépe rozpozná zajímavou událost (např. produkci anti-hmoty nebo Higgsova bosonu)

Kontakt: Radek Žlebčík,

E-mail zlebcik@ipnp.mff.cuni.cz .


SOC_Ryb_8 Mapování radioaktivity kolem nás

Radioaktivita a ionizující záření je všude kolem nás. Zdrojem je kosmické záření, radionuklidy obsažené v zemské kůře, radioaktivní plyn radon a dokonce i naše tělo. Student si v rámci tohoto projektu sám postaví nebo mu bude  zapůjčen Geigerův detektor ionizujícího záření a pokusí se zmapovat radioaktivitu na nějakém jemu blízkém území jako město či vesnice odkud pochází. Následně se pokusí svá měření vysvětlit. Projekt je možné rozšířit i o studium kosmického záření a jeho případné využití pro takzvanou mionovou tomografii. V této metodě se využívají miony, elementární částice podobné elektronu, k mapování rozložení hmoty ve velkých objektech. Poprvé byla tato metoda použita při hledání neznámých prostor v pyramidách.

Kontakt: Martin Rybář,

E-mail rybar@ipnp.troja.mff.cuni.cz .

Hledání excitovaných tau-leptonů v experimentu ATLAS na urychlovači LHC

calm_vs_excited

Kolaborace ATLAS postavila a provozuje obří detektor částic, který zkoumá produkty srážek protonů urychlených urychlovačem LHC v mezinárodní laboratoři CERN. Nejvýznamnější důvody pro vybudování LHC a ATLASu byly hledání Higgsova bosonu a hledání jakýchkoliv dalších nových (třeba i neočekávaných) elementárních částic. Objev Higgsova bosonu byl ohlášen v roce 2012, ale na objev další nové částice se zatím marně čeká. Tímto hledáním se v současné době na ATLASu zabývají přinejmenším stovky lidí.
Student se zapojí do hledání nových hypotetických částic – excitovaných tau-leptonů – v datech nabraných experimentem ATLAS v letech 2015-2018. Jedná se o analýzu, kterou začínáme rozvíjet na ÚČJF MFF UK. V rámci této práce se student seznámí s nástroji a metodami běžně používanými v částicové fyzice. Konkrétně s programovacím jazykem Python a se statistickými metodami používanými na LHC.

Kontakt: Vojtěch Pleskot

E-mail: pleskot@ipnp.troja.mff.cuni.cz


MášSOC_Kod_5 vlastní nápad?

Zkusíme ti u nás najít vhodného školitele/vedoucího, můžeme poskytnout naše experimentální vybavení nebo pomoci s řešením, pokud to budeme umět. Kontaktujte nás, budeme rádi.

Cíl: Nechceme vás omezit jen na naše témata!

Kontakt: Peter Kodyš,

E-mail peter.kodys@mff.cuni.cz.