Förslag på examensarbeten
Examensarbete kan göras på kandidatnivå eller masternivå inom institutionens olika forskningsområden.
Några erbjudanden om examensjobb annonseras på arbetsgivares, forskningsavdelningars och forskargruppers hemsidor. Men det går också att leta i universitetets jobbdatabas, UU CareerGate, där institutioner, företag och myndigheter kan annonsera.
Astronomi och rymdfysik
Astrophysics is the study of the behavior, physical properties, and dynamical processes of celestial objects and phenomena. Through its study one hopes to understand the formation and evolution of the universe and all its parts. Research at the department focuses on three main areas: our solar system, stars and their environments (including exoplanets), and galaxies and cosmology. The research aims to answer questions such as:
- How and where did the atoms and molecules that make up our galaxy, our solar system and our planet form?
- What do they tell us about the early universe and the Big Bang?
- How do stars and planets form and evolve?
- Is our solar system special?
- How did stars and galaxies early in the universe differ from those today?
- How did they affect the evolution at later times?
Our division offers a range of possible bachelor- and master projects in astrophysics related to these fields of research. We have assembled a list of researchers able to supervise projects with a short description of their fields of research and interests. Please feel welcome to contact any or all of them to discuss possible projects.
Stellar Spectroscopic Models
I work on making accurate models of the light that emerges from stars like the Sun, that take into account the effects of convection in stellar atmospheres, as well as departures from local thermodynamic equilibrium. By comparing these models against real observations of stars, it is possible to infer essential properties of the stars – in particular, their chemical compositions. To a good approximation, the present-day chemical compositions of Sun-like stars reflect the compositions of the gas from which the stars formed at their respective times of birth. Thus, by studying stars of different ages and different orbits in this manner, it is also possible to learn about the history and evolution of our Galaxy and the cosmos.
I can offer projects with an emphasis on theory (understanding the physics of spectral line formation in the atmospheres of Sun-like stars), computations (developing and implementing algorithms for scientific codes; running these codes on clusters or supercomputers), and data analysis (quantitatively comparing these spectroscopic models against observational data; interpreting the results in an astrophysical context).
Contact
Atomic Astrophysics – Relativistic atomic structure and properties
Photons are the fundamental information carriers in the Universe. If we can 'understand' how they are formed, how they are affected on their travels through inter-stellar and -galactic space, and finally how to capture and record their characteristics as spectral distributions, we can learn a lot about the universe. However, without a good knowledge about how photons interact with atoms and ions it is impossible to determine fundamental properties, such as chemical compositions or temperatures, of various astrophysical objects. In my research I work with relativistic quantum mechanical models of complex atoms and ions to describe the uncharted territories in the periodic table.
One of the main astrophysical highlights of the last decade has without doubt been the indication of r-process nucleosynthesis in the kilonova ejecta following the neutron star merger gravitational-wave event on Aug 17 2017. Unlike the first five gravitational wave detections (see e.g. the Nobel Prize in physics 2017), the discovery of this signal was also confirmed by an electromagnetic counterpart. This unprecedented joint gravitational and electromagnetic observation marked a significant breakthrough in multi-messenger astronomy, opening up for a much deeper picture of astrophysical events, and thus the machinery of atomic astrophysicists presently strives harder than ever to analyze this signal.
I can offer projects on atomic physics with a focus on scientific coding, computations and many-body quantum mechanics, related to astrophysical phenomena such as the neutron star mergers or stellar atmospheres.
Contact
Stellar magnetic fields
Observations of the Sun demonstrate that stellar surfaces are far from being quiet, stable environments. Stars have rapidly evolving magnetic field and spots. They vary on many time scales, from minutes (pulsations) to decades (activity cycles). My research is focused on observing these phenomena and building theoretical models of stellar magnetism, variability, and activity, with important implications for stellar physics, effects on terrestrial climate, formation of planetary systems and the origin of life.
I offer a range of projects in studies of stellar variability, magnetic fields, and star spots. This work is coupled with our ongoing research using state of the art space instruments and largest ground-based optical telescopes.
Contact
Stellar spectroscopy
My research focuses on low-mass stars like the Sun, in particular the outer layers from which we receive stellar photons. This starlight tells us how hot and heavy such stars are and what they are made of. As low-mass stars live for billions of years, they allow us to study the chemical history of the Milky Way. We may ultimately learn when and where the elements were produced that form the basis for complex life.
I offer various projects in quantitative stellar spectroscopy, often combining advanced modelling with observations from the largest telescopes (VLT, Keck).
Contact
Meteor observations / Space Situational Awareness (SSA)
During a dark night one often spots fast-moving objects. Some of these are caused by meteoroids entering the atmosphere, and others are due to man-made satellites. In order to understand and monitor these phenomena, several camera networks across the globe perform continuous observations of the night sky. One of these networks is the Swedish Allsky Meteor Network, active since 2015 and coordinated from Uppsala.
I offer several projects related to this network, which include studies of meteors, meteor showers and/or satellites. These projects can be adapted to individual interests, and may, among others, include instrument development, calibration, automated image analysis, and orbit determinations.
Contact
Terrestrial planetary atmospheric modeling
The 3-D modeling of terrestrial exoplanetary atmospheres is critical to determining whether they reside in the habitable zone or not. We use knowledge about solar system atmospheres through time (Venus, Earth, Mars) to validate such models. We have successfully modeled the atmospheres of Proxima Centauri b, planets in the Trappist system and other hypothetical systems using ROCKE-3D. ROCKE-3D is an open source 3-D General Circulation Model whose development I lead. Together we can learn how models operate, their limitations, and how they can better inform us about the hypothetical atmospheres of exoplanetary worlds and even the ancient worlds of Venus, Earth and Mars in our own solar system. Previous Bachelors projects include looking at simulations of Proxima Centauri b, and the climate of a world with variable eccentricity.
Contact
Projects within space and plasma physics
We investigate what goes on in space using instruments we build ourselves and fly on spacecraft, ground based instruments, computer simulations and plasma theory. Also, we focus on the study of the basic small- and large-scale processes and fundamental physical principles which control the Earth's interaction with its space environment. Of particular interest are linear and non-linear dynamical processes involving space plasma and the associated exchange of energy, linear momentum, and angular momentum between plasma and radiation.
Projects related to measurements in space by satellites and interplanetary probes
Fysikens didaktik
Fysikens didaktik behandlar frågor kring hur man lär ut fysik och hur elever tar till sig kunskaper i fysik. Verksamheten är inriktad på fysik och ingenjörsvetenskaplig utbildning.
Kontakta Cedric Linder om du vill göra ett examensarbete inom fysikens didaktik.
Röntgenfysik
Design samt konstruktion och implementation av en XUV-spektrometer för karakterisering och optimering av övertonsgeneration
I detta projekt kommer du att ansvara för design samt konstruktion av en gitterbaserad spektrometer i XUV-området. Du kommer att utvärdera ett par olika design-förslag, baserat på din utvärdering kommer du att köpa in delar som krävs för att konstruera spektrometern. Med hjälp av oss kommer du sedan att implementera din lösning i vår existerande experimentuppställning.
Kontakt
Molekyldynamiksimuleringar av proteinmolekyler i laserfält
En simuleringsstudie över hur den nativa atomstrukturen hos ett protein påverkas när den utsätts för ett laserfält. Lasrar används som optiska pincetter (”optical tweezers”) och den här studien ämnar att förstå hur det elektriska fältet, laserfältet, faktiskt påverkar proteinstrukturen. Det här projektet kommer också att innefatta att lära sig hantera molekyldynamikprogrammet GROMACS.
Kontakt
Atmosfärvetenskap hos vattenhaltiga ytor
Effekterna av atmosfäriska aerosoler anses av IPCC vara en nyckelkomponent till den föreliggande osäkerheten i klimatförändringsprognoser. Ytan är viktig för aerosoler på grund av deras minimala storlek, men yteffekter tas inte hänsyn till alls i nuvarande klimatmodeller. Vi studerar ytsammansättning och differentiering av vattenhaltiga aerosol–modellsystem hos aerosoler med synkrotronstrålning, och målet är att erhålla kvalitativa och kvantitativa resultat som kan användas i atmosfärisk modellering.
Kontakt
Validerande av vattenmodeller för molekylär modellering
I molekylär modellering är vatten ofta närvarande på ett eller annat sätt. Det existerar över 50 olika vattenmodeller som forskare använder när de modellerar olika fenomen. Det här projektet handlar om att jämföra de fysikaliska och kemiska egenskaperna hos en delmängd av alla tillgängliga modeller för att avgöra vilken modell som är bra för vad. Projektet kommer att innefatta att lära sig hantera molekyldynamikprogrammet GROMACS samt att lära sig utvärdera simuleringar.
Kontakt
RF-filtrering och impedansmatchning för elektronlinser använda vid flygtidsspektroskopi
Vi vill omvandla ett vetenskapligt instrument som fungerar bra med korta röntgenpulser med en repetitionshastighet på 1,25 MHz till ett instrument som kan hantera belastningen från en röntgenkälla med avsevärt högre repetitionshastighet och med enstaka pulser på 1,25 MHz. Om du vill vara delaktig i den här utvecklingen (där de första resultaten redan har erhållits) ska du vara redo att, tillsammans med oss, utveckla, bygga och testa anordningar som minimerar RF-störningar orsakade av oscillerande elektriska fält i vårt instrument.
Kontakt
Stötvågor i material inducerade av röntgenlaser
Röntgenlasrar är en ny typ av lasrar som producerar extremt korta och starka röntgenpulser. I detta projekt kommer du att använda datorsimuleringar för att studera hur stötvågor kan skapas i ett material (t.ex. metall) när det träffas av en fokuserad laserstråle och förvandlas till plasma. Detta kommer att hjälpa oss förstå hur materialstrukturen påverkas och hur en sådan extrem process kan kontrolleras.
Kontakt
Atomära modeller för energetiska material
Molekyldynamik (MD) har utvecklats till en väletablerad beräkningsmetod som med adekvata kraftfält har visat sig kunna förutsäga viktiga egenskaper för en rad olika materialtyper. Inom forskning relaterad till rymd- och försvarsforskning finns ett behov av att optimera olika materialegenskaper; sprängämnen och krut med låg stöt- och temperaturkänslighet, förbättrade bränslen för rymdfarkoster eller polymerer skräddarsydda för diverse tillämpningar. I detta arbete kommer någon av MD-programmen GROMACS eller LAMMPS att användas för att utvärdera lämpligt kraftfält i syfte att förutsäga ett antal grundläggande fysikaliska egenskaper för några utvalda material. Arbetet utförs i samarbete med FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut.
Kontakt
Experimentell studie och simulering av vätskeytor
Egenskaperna hos vätskeytor och gränssnitt skiljer sig fundamentalt från de hos bulken. Det är därför viktigt att förstå beteendet hos lösningar i närheten av ett sådant gränssnitt. Två kraftfulla verktyg för att studera dessa system är fotoelektronspektroskopi och simuleringar med hjälp av molekyldynamik (MD). I detta projekt skulle du studera vattenlösningar innehållande olika lösta ämnen (t.ex. små molekyler och joner) med hjälp av våra egna experimentuppställningar såväl som med synkrotronkällor. Vår uppställning kombinerar en vätskestråle med en halvsfärisk fotoelektronanalysator, som tillåter oss att selektivt observera vätskans gränsyta och kan också modifieras för att studera aerosoler. De experimentella resultaten skulle stödjas av MD-simuleringar, vilket är avgörande om man vill förstå mekanismerna bakom den observerade experimentella effekten.
Kontakt
Högenergifysik
Examensarbeten inom ATLAS vid Large Hadron Collider på CERN
Vi har många olika projekt att erbjuda inom fysikanalys, instrumentering och datahantering för ATLAS-experimentet på CERN. Vi kan erbjuda projekt för högskole-, kandidat- och masterexamen.
Efter upptäckten av Higgspartikeln handlar vår fysikanalys främst om att hitta ny fysik som ej beskrivs av Standard-Modellen för partikelfysik. Dessa projekt kräver att du läst kurser i kärn- och partikelfysik eller motsvarande.
Projekten i instrumentering gäller utveckling av nästa generations partikeldetektorer för LHC. Vi jobbar mest med sensorer och elektronik i kisel samt med utveckling av trådlös dataöverföring. Inget krav på förkunskap inom partikelfysik.
Fysikanalysen kräver storskalig dataprocessering med GRID eller Cloud computing. Vi utvecklar program för hantering av stora datamängder och dataalgoritmer för vår fysikanalys. Inget krav på förkunskap inom partikelfysik.
Det finns möjlighet att under projektens gång arbeta på CERN.
Kontakt
Jonfysik
In Uppsala we conduct world-leading research with in total 4 particle accelerators for ion beam based materials research.
There are numerous possibilities to perform a degree project in the Ion Physics
group.
We are engaged in both, material research on complex systems employing energetic ion beams as well as more fundamental studies of the interaction of swift ions with matter. The continuous development of the employed methods is a driving force behind the ongoing research processes.
Contact
Daniel Primetzhofer (Associate professor, Head of Group)
Kärnfysik
Vid avdelningen för kärnfysik finns projekt lämpliga som examensarbeten på kandidat- och masternivå inom experimentell och teoretisk hadronfysik samt inom experimentell kärnstrukturfysik.
De flesta projekt inom hadronfysik hänger ihop med de olika experimenten, PANDA vid FAIR utanför Darmstadt i Tyskland, WASA vid Forschungszentrum Jülich i Tyskland, KLOE vid Laboratori Nazionali di Frascati i Italien och BES3 i Peking, Kina.
Experimenten befinner sig i olika faser, från reguljär datatagning till planerings- och uppbyggnadsfas. Det betyder att det finns möjlighet till examensarbeten av olika typ, både av teoretisk och mer teknisk natur. Den senare innefattar bl.a. simuleringar för experimentförberedelser, dataanalys och instrumentutveckling.
Kärnstrukturexperimenten utförs vid acceleratorlaboratorierna GSI i Tyskland, LNL-INFN i Italien, GANIL i Frankrike samt JYFL i Finland. Examensarbeten erbjudes inom områdena detektorfysik (AGATA, NEDA), samt Monte Carlo-simuleringar och dataanalys.
Kontakt
Experimentell hadronfysik
Teoretisk hadronfysik
Kärnstrukturfysik
Några examensarbeten från de senaste åren
Experimentell hadronfysik
Production of the Σ0-bar hyperon in the PANDA experiment at FAIR, Gabriela Pérez Andrade, 2019 (master)
Monte Carlo Simulation of e+e- → Σ0bar Λ / Σ0bar Σ0 Reaction, Halimeh Vaheid, 2018 (master)
A measurement level module for a pellet tracking system, Jenny Regina, 2017 (master)
Monte Carlo simulations of D-mesons with extended targets in the PANDA detector, Mattias Gustafsson, 2016 (master)
Stand-alone Data Acquisition Board for optical links, Panagiotis Stamatakopoulos and Georgios Ntounas, 2015 (master)
Firmware Design and Implementation for a 14-bit Analog-to-Digital Converter to be used in the PANDA Experiment, Peter Moris, 2015 (master)
Search for the C-violating φ→ωγ decay and acceptance studies of the rare ω→l+l-π0 decay with the KLOE experiment, Walter Ikegami Andersson, 2015 (master)
Analysis of Monte Carlo data at low energies in electron-positron collider experiments using Initial State Radiation, Joachim Pettersson, 2014 (master)
Prediction for η' → π+ π- π0 γ signal, Alpaslan Gül, 2016 (kandidat)
Monte Carlo simulation study of the e+e- → Λ Λ-Bar reaction with the BESIII experiment, Forssman, Niklas 2016 (kandidat)
Investigation of Improvement of Pellet Tracking System, Sanne Torgersen and Adéle Wallin, 2015 (kandidat)
Can e+e- → ηπ+π- be detected at DAΦNE?, Viktor Thorén, 2015 (kandidat)
Monte Carlo simulation and resolution study of the η → e+e- decay in the WASA-at-COSY detector, Walter Ikegami Andersson, 2014 (kandidat)
Is it possible to detect the η' → e+e- decay?: A simulation of the η' decay from e+e- collisions, Daniel Hamnevik, 2014 (kandidat)
Vacuum calculations for hydrogen pellet targets at WASA and PANDA, Johan Löfgren, 2014 (kandidat)
Teoretisk hadronfysik
Dynamics of the η' meson at finite temperature, Elisabetta Perotti, 2014 (master)
Form factors of ω → µ+µ−π0 and ρ → µ+µ− and the dimuon spectrum from NA60, Per-Olov Engström, 2014 (kandidat)
Kärnstrukturfysik
Identication of Neutron-Rich Xe-Isotopes in PRISMA+AGATA Data, Jenny Regina, 2013 (kandidat)
Materialfysik
Ämnesområdet materialfysik innefattar magnetiska material, mjuka material samt väte i material. Aktuella studentprojekt och examensarbeten presenteras på den engelska sidan.
Vi kan även skräddarsy projekt inom området materialfysik.
Kontakt
Gabriella Andersson (magnetism)
Petra Jönsson (additiv tillverkning, nanomagnetism, mjukmagnetiska material)
Björgvin Hjörvarsson (magnetism & väte)
Vassilios Kapaklis (magnetism)
Gunnar Pálsson (väte)
Max Wolff (mjuka material)
Materialteori
Nedan presenteras tillgängliga kandidatprojekt vid avdelningen materialteori.
First principles electronic structure calculations
The students will learn to perform state-of-the-art first principles electronic structure calculations using several softwares to calculate the properties of realistic materials. The specific projects are the following.
- Calculation of force constant matrices of disordered alloys
- Optical properties of metals and semiconductors
- Electron correlations in complex oxides
- Extraction of tight binding parameters for graphene and related materials
Kontakt
Simulating the electron microscope
The project aims to simulate the scattering of electrons in crystal. Elastic and inelastic scattering processes in electron microscope reveal wealth of information about samples – composition, electronic and magnetic properties. It is the latter ones that will be in our focus.
Kontakt
New permanent magnet materials
Using calculations of the electronic structure, we will evaluate magnetic properties of selected crystals. We will focus on magnetic properties that are essential for good permanent magnet materials. For this project there is a space for more people, that could work in a team, studying different classes of materials.
Kontakt
Dynamics of quantum spin under non-equilibrium
The student will learn and use quantum field theoretical methods that are suitable for this type of dynamics studies. Moreover, numerical implementation and computations of the spin dynamics will be of great importance. The student can choose between making theoretical and/or numerical studies.
Kontakt
Titta även på listan för masterprojekt, då några av dessa kan anpassas till ett kandidatprojekt.
För mer information kontakta avdelningsföreståndare Olle Eriksson, olle.eriksson@physics.uu.se.
Teoretisk fysik
Nedan finns en lista över möjliga kandidatuppsatser vid avdelningen för teoretisk fysik. Kontakta respektive handledare för mer information.
Du är självklart även välkommen att förslå egna projekt inom de forskningsämnen som finns på avdelningen för teoretisk fysik. Ta i så fall kontakt med någon för fortsatt diskussion.
Du kan även titta på tidigare kandidatarbeten för att få en uppfattning om vad ett kandidatarbete i teoretisk fysik innebär.
Tillämpad kärnfysik
Följande examensarbeten finns just nu utannonserade vid avdelningen för tillämpad kärnfysik. I vissa fall kan de även vara lämpliga som kortare studentprojekt, hör gärna av dig till respektive kontaktperson om du är intresserad.
Analysera olika driftstrategier för att minimera risken för PCI-skador
Kontakt
Serpent simulations of boiling water reactor (BWR) nuclear fuel
Kontakt
Modellering av bakgrunden i en gamma-gamma koincidensdetektor
Kontakt
Hydrogen incorporation in silicon crystals studied by ion beams
Kontakt
Simulating hydrogen concentration profiles of energy materials from resonant nuclear reactions
Kontakt
Monitorering av radionuklider
Kontakt
Erik Andersson Sundén
Cecilia Gustavsson
Mattias Lantz
Volatile fission-product diffusion in reactor-fuel matrices
Kontakt
Studier av radionuklidproduktionen i härdnära material i kärnreaktorn Oskarshamn 3
Kontakt
Environmental uptake of radio-nuclei relevant to the European Spallation Source (ESS)
Kontakt
Ultralow-energy ion implantation for the modification of 2D materials
Kontakt
Simulation of target and moderator combinations for a compact accelerator-driven neutron source
Kontakt
Development of a muon-rejection system for the nuclear-reaction analysis station at the Tandem Laboratory
Kontakt
Nanoscale patterning and atomic manipulation of 2-dimensional materials
Kontakt
Nanoporous membranes for high efficiency filtering applications
Kontakt
Analysis of nuclear experiments for detector characterization
Kontakt
Temporal Convolutional Neural Nets as a Surrogate for Fuel Performance Codes
Kontakt
Karakterisering av kisel-detektorer med lätta joner och fissionsprodukter
Kontakt
Energy materials and particle accelerators
Kontakt
Model calibration using deterministic sampling
Kontakt
To investigate the fission products in an electric field using GEANT4
Kontakt
Gen IV reactors and the transmutation of nuclear waste
Kontakt
Safety in spent nuclear fuel storage
Kontakt
Development of a detector system for commissioning of the NFS neutron facility and studies of neutron-induced fission
Kontakt
Charge exchange of highly charged ions in helium gas
Kontakt
Setting up a trap experiment for g-factor measurements
Kontakt
New Zr data libraries for Serpent criticality calculations
Kontakt
FREIA
Bachelor and Master Projects in Accelerator Physics and Light Generation at the FREIA Laboratory
FREIA is a newly built laboratory for advancing accelerator physics. We work on development of various hardware for accelerators, physics of charged particle beams and generation of light by accelerated charges. In particular, at present we are working on characterization of superconducting accelerating cavities; studying of breakdowns in accelerating structures for the Compact Linear Collider; development of efficient microwave sources for driving accelerators; dynamics of vortices in superconductors; generation of single-cycle THz radiation with a field strength in the V/Å range. We offer projects of various complexities from hard-core theoretical studies of the dynamics of vortices in superconductors and generation of single-cycle pulses of THz light to very applied developments in microwave engineering.
Examensarbete på masternivå:
The Water Cherenkov Test Experiment at CERN in Geneva
A Water Cherenkov Test Experiment (WCTE https://cds.cern.ch/record/002712416 ) is being planned at CERN with the purpose of studying in detail the final state particles in the interactions of neutrinos with water in Water Cherenkov Detectors in neutrino-oscillation experiments like T2K in Japan ( https://t2k-experiment.org/ ), that planned for Hyper-K in Japan ( https://www.hyperk.org/ ) and that planned for ESSnuSB in Sweden ( https://essnusb.eu/ ). The final state particles will be detected and identified in a 50 m3 water tank equipped with photomultipliers on its inside walls that will measure the Cherenkov radiation generated by the different kinds of beam-particles in in the water.
The Master Thesis project will consist in taking part in the preparations of test measurements at CERN during the spring and summer 2023 for the final experiment, which will be carried out in 2024. A particular task will be the preparation of the equipment that will be used to mix in and monitor the amount of Gadolinium in the Cherenkov-detector water, which will improve the detection of neutrons. The preparations will be followed during the summer 2023 by measurements of the particle production in the Proton Synchrotron test beam in the CERN experimental hall and the analysis of the collected data and simulation of the operation of the experimental set-up.
Contacts
Det kryogeniska urladdningssystemet
En partikelaccelerator är en arbetshäst i modern materialvetenskap och partikelfysik men hjälper också till att bekämpa cancer eller studera konst och arkeologiska artefakter. Användningen av acceleratorerna är begränsad till större forskningscentra och större sjukhus, inte på grund av dålig prestanda eller ineffektivitet, utan snarare på grund av deras ofta stora storlek och kostnad.
En av de främsta orsakerna till den stora storleken är fenomen av vakuumurladdningar. Enkelt uttryckt kommer en väsentlig ökning av accelerationsspänningen inuti acceleratorn att leda till en elektrisk urladdning som kan förstöra maskinen. Vi bygger därför längre acceleratorer och håller oss vid lägre spänningar.
Uppsala universitet tillsammans med den europeiska organisationen för kärnforskning, CERN, bygger ett system med stora plana elektroder för studier av grundläggande fysik vid höga fält i vakuum, som är viktiga för material- och ytvetenskap samt för utveckling av teknik för acceleratorer. Systemet kommer att kylas till kryogena temperaturer och drivs i ett brett spektrum av temperaturer.
I projektet kommer studenten att arbeta med systeminstallation i FREIA-laboratoriet.
Uppgifterna omfattar praktiskt arbete med:
– integrering av kontrollsystem och
– datainsamling och analys.
Studenten kommer att lära sig hur ett kryosystem fungerar. Det kommer med specifika utmaningar för kontrollsystemet och för mätningar man vill utföra. Studenten måste samla mätdata och analysera dem. Resultaten från projektet kommer att publiceras i en vetenskaplig tidskrift.
Expulsion of magnetic fluxes in type-II superconductors upon the transition from a normal- to superconducting state
If a type-II superconductor is exposed to an external magnetic field upon the transition from a normal- to superconducting state, then the magnetic field gets trapped in the material and the performance of the superconductor degrades. Specifically, the residual resistance of the superconductor, which is a measure of resistance to alternating currents, decreases. In the applications of type-II superconductors such as superconducting accelerating cavities, it is vital to have the residual resistance as low as possible to minimize the heat load produced by accelerating fields in the cavity. In this project, you will study experimentally and theoretically the novel phenomenon of expulsion of magnetic fluxes by the moving superconducting phase front during fast cool down of superconducting cavities.
Contact
Coupling of slow waveguide modes to surface plasmons of a subwavelength wire
We are developing a new technique of testing accelerating cavities, in which a subwavelength wire is used to mimic a beam of charged particles. The accelerating field of the cavity couples to surface plasmons of the wire and the electromagnetic energy is transferred from the cavity to the outside world via the wire resembling the process of particle acceleration. In the project you will perform analytical calculations of plasmonic modes of the subwavelength wire, run computer simulations with the professional software ‘CST Microwave Studio’ to study the coupling of cavity modes to the plasmonic modes and participate in experimental verification of the result in our microwave laboratory.
Contact
Diffraction of single-cycle THz pulses
THz radiation is becoming increasingly important in several areas of physics, chemistry and biology because its spectral range corresponds to numerous collective excitations in multiatomic systems such as molecular rotations, DNA dynamics, spin waves, Cooper pairs and so forth. Strong single-cycle THz pulses allow engineering new dynamic states of matter and one of the spectacular examples of using THz radiation for controlling the properties of materials is the THz light-induced superconductivity. If you like mathematical challenges, then this project is for you. We will tackle the problem of diffraction of single-cycle THz pulses in free-space. Specifically, the simulations show that the spatial diffraction "results in the differentiation of the temporal profile" of a single-cycle pulse so that the pulses becomes a quasi-half-cycle. In the project we will look into the math and physics behind this phenomenon.
Contact
RF power measurement at FREIA
At the FREIA Laboratory, the general focus is on developing particle accelerator technology that later could be used in large research facilities, such as CERN, European Spallation Source (ESS)... We are presently developing a 10 kW RF power amplifier based on solid state transistors. Each transistor needs a dedicated monitoring. The work consists in developing the RF power measurement, using a SWR meter or VSWR (voltage standing wave ratio) and the Arduino microcontroller.
Contact
Electro-acoustic stability of superconducting accelerators
The purpose of an accelerating cavity is to accelerate charged particles when they traverse the cavity. Acceleration is realized through a longitudinal electric field. One can imagine the acceleration of particles as surfers riding on an ocean wave. However, there is number of physical effects that make the cavity operation difficult. One of the negative effects reducing the stability of the excited field is the deformation of cavity walls caused by an electromagnetic pressure, a so-called Lorentz force detuning. Collisions of photons with cavity walls create such pressure determined by the Poynting vector. The project is devoted to studying mechanical oscillations of a superconducting cavity caused by the Lorentz force detuning and methods of its prevention.
Contact
RF Breakdown studies for CLIC
After the successful start of the LHC accelerator at CERN, we expect many years of discoveries that could lead to better understanding of the universe. Accelerator physicists however continue to plan for future facilities where more detailed studies of particle physics secrets can be done at higher energies. CLIC, the Compact Linear Collider, is the proposed successor to the LHC. In the CLIC particles are accelerated by a very strong electric field. Unfortunately, large electric fields can lead to vacuum discharges which in turn can affect the particle beam and lead to reduced performance of the CLIC accelerator. Studies of the physics behind vacuum discharges and its effect on the beam is therefore an important issue we are investigating in Uppsala.
In this project, students will learn how to manage experimental signals in large data sets stored by the logging system. The signals must be synchronized, analysed and correlated in a data analysis program to determine what physical processes occur during the discharge. The results of these measurements will contribute to the development of theory and verification of accelerating structures by providing information about the kinematics of charged particles inside the accelerating structure.
Contact
Other Ongoing Future Projects
If you are interested in discussing other ongoing or future projects, here is a list of contacts.
Solid state amplifier development
Accelerator physics
The CLIC accelerator project
RF amplification and transmission
Magnus Jobs