Aktivitäten in IceCube

Die Forschung unserer Arbeitsgruppe bezüglich IceCube und seinen Erweiterungen kann in drei Kategorien aufgeteilt werden, nämlich in Hardware, Simulation und Analyse.

Hardware: 

In unseren modern ausgestatteten Laboren führen wir detaillierte Untersuchungen u.a. von Photomultipliern (PMTs) der verschiedenen optischen Module sowie der optischen Module selbst durch. Bei den PMTs messen wir zum Beispiel deren charakteristische Eigenschaften und analysieren einzelne Komponenten wie die Photokathode.

Die optischen Module prüfen wir ebenfalls auf ihre Eigenschaften, wozu u.a. der optische Untergrund zählt, der durch radioaktive Zerfälle im Glas des Druckbehälters entsteht. Für diese Untersuchungen steht seit Neuesten auch ein 10 m3 großer Wassertank mit Positionierungssystem zur Verfügung, in dem die optische Umgebung im Eis realitätsnah simuliert werden kann.

Bachelor- und Masterarbeiten sind in den oben genannten Bereichen möglich.

Simulation:

Simulationen sind ein wichtiges Werkzeug in der Physik, um im Vorfeld die Leistungsfähigkeit von Experimenten bestimmen und deren Daten zu analysieren zu können. In der Arbeitsgruppe werden primär zwei Simulationsprogramme verwendet: Geant4 und COMSOL Multiphysics. Damit werden z.B. Untersuchungen zu den Eigenschaften von Photomultipliern durchgeführt, welche im IceCube Experiment verbaut werden. Außerdem werden Simulationen verwendet, um beispielsweise den Einfluss der Form und Anordnung der Gelpads im kommenden LOM zu bestimmen. Hiermit kann dann die Geometrien optimiert werden. Darüber hinaus werden mittels Simulationen die Eigenschaften der diversen optischen Module in IceCube und den kommenden Erweiterungen ermittelt.

Bachelor- und Masterarbeiten sind in den oben genannten Bereichen möglich.

Aktivitäten für das Einstein Teleskop

Machine Learning: 

Unsere Gruppe ist führend bei der Integration modernster Deep-Learning-Algorithmen für die Analyse seismischer Aktivitäten, die für den Betrieb des Einstein-Teleskops entscheidend sind. Wir sind auf die Vorhersage der Ankunftszeiten von Erdbeben und die Modellierung seismischer 3D-Aktivitäten am Spiegelstandort des Teleskops spezialisiert. Dieser fortschrittliche Ansatz ist ausschlaggebend für die Minimierung seismischer Störungen und gewährleistet die Stabilität und Genauigkeit der Gravitationswellendetektion.
Gravitationswellen geben Aufschluss über kataklysmische Ereignisse wie die Verschmelzung von Schwarzen Löchern, während hochenergetische Neutrinos Aufschluss über hochenergetische kosmische Prozesse geben. Die Kombination von Beobachtungen aus diesen beiden Bereichen kann unser Verständnis extremer astrophysikalischer Ereignisse verbessern und möglicherweise neue physikalische Phänomene ans Licht bringen.

Bachelor- und Masterarbeiten sind in den oben genannten Bereichen möglich.