Σωματιδιακή Φυσική DPhil

University of Oxford - Πανεπιστήμιο του Oxford

Το έργο αυτού του υποτμήματος παγκόσμιας κλάσης αφορά την πειραματική σωματιδιακή φυσική, την αστροφυσική σωματιδίων και τη φυσική επιταχυντών. Η σωματιδιακή φυσική είναι η μελέτη των βασικών συστατικών της ύλης και των αλληλεπιδράσεών τους. Αυτό επιτυγχάνεται είτε άμεσα με επιταχυντές που δημιουργούν τα υπό μελέτη σωματίδια είτε με την παρατήρηση σωματιδίων υψηλής ενέργειας από το διάστημα.

Το υποτμήμα είναι ένα από τα μεγαλύτερα του Ηνωμένου Βασιλείου και είναι άρτια εξοπλισμένο για να διεξάγει έρευνα σε ένα ευρύ φάσμα θεμάτων, από τη μελέτη νέων σωματιδίων που παράγονται σε επιταχυντές υψηλής ενέργειας έως τα νετρίνα, τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια στο Σύμπαν. Τα πειράματα του υποτμήματος διεξάγονται σε εγκαταστάσεις σε όλο τον κόσμο, στην Ελβετία, την Ιαπωνία, τις ΗΠΑ και τον Καναδά.

Θα περάσετε το μισό πρώτο έτος σε ένα μάθημα διαλέξεων εκτός από την έναρξη της έρευνάς σας και, εάν είναι απαραίτητο, θα περάσετε το δεύτερο έτος στο πείραμά σας. Τα εργαστήρια εδώ στην Οξφόρδη και τα πειράματα σε εγκαταστάσεις στο εξωτερικό παρέχουν πρόσβαση σε ένα περιβάλλον υψηλής τεχνολογίας και εξαιρετική ερευνητική κατάρτιση, άμεσα εφαρμόσιμη σε ένα ευρύ φάσμα τομέων.

Ο μεγαλύτερος επιταχυντής στον κόσμο, ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) στο CERN, λειτουργεί και το 2012 ανακαλύφθηκε το μποζόνιο Higgs, ένα σωματίδιο που θεωρείται ότι δίνει μάζα σε όλα τα στοιχειώδη σωματίδια. Η κατανόηση των ιδιοτήτων του είναι ένας από τους κύριους στόχους του πειράματος ATLAS. Η ομάδα της Οξφόρδης επικεντρώνεται επίσης στην αναζήτηση νέων σωματιδίων που προβλέπονται στην Υπερσυμμετρία και άλλων πέρα από τις θεωρίες του Καθιερωμένου Προτύπου. Η διαλεύκανση της παραβίασης του CP, ενός από τα μυστήρια της σωματιδιακής φυσικής, είναι ο στόχος του άλλου πειράματος LHC του υποτμήματος, του LHCb. Και για τα δύο πειράματα θα χρειαστεί να λάβετε και να αναλύσετε δεδομένα από το μηχάνημα με την υψηλότερη ενέργεια στον κόσμο.

Το υποτμήμα συμμετέχει επίσης στη μελέτη των ταλαντώσεων και των ιδιοτήτων των νετρίνων στο πείραμα T2K στην Ιαπωνία, στο MicroBooNe & DUNE στις ΗΠΑ και στο Sudbury Neutrino Observatory (SNO ) στον Καναδά.

Το υποτμήμα συμμετέχει εδώ και πολλά χρόνια στις άμεσες έρευνες για τη σκοτεινή ύλη και τώρα υπάρχουν διαθέσιμες φοιτητικές θέσεις που σχετίζονται με το πρόγραμμα LZ. Πρόσφατα ξεκίνησε ένα πρόγραμμα σε συνεργασία με το υποτμήμα αστροφυσικής για τη διαλεύκανση της φύσης της σκοτεινής ενέργειας με το Legacy Survey of Space and Time (LSST) του αστεροσκοπείου Vera C Rubin.

Το μέλλον της σωματιδιακής φυσικής βασίζεται στην ανάπτυξη νέων οργάνων για την ανίχνευση σωματιδίων και νέων ιδεών στη φυσική των επιταχυντών. Το υποτμήμα συμμετέχει σε μεγάλο βαθμό στην ανάπτυξη αυτών των τομέων. Διαθέτει εξαιρετικές εγκαταστάσεις για την κατασκευή των νέων ανιχνευτών πυριτίου που απαιτούνται για την αναβάθμιση της φωτεινότητας του LHC και για άλλες εφαρμογές.

Το υποτμήμα διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στο πειραματικό πρόγραμμα ProtoDune στο CERN, το οποίο έχει σχεδιαστεί για να δοκιμάσει και να επικυρώσει τις τεχνολογίες του θαλάμου χρονικής προβολής υγρού αργού για την κατασκευή του ανιχνευτή DUNE Far Detector στην υπόγεια ερευνητική εγκατάσταση Sanford (SURF).

Επιπλέον, μέσω του Ινστιτούτου John Adams, οι φοιτητές μπορούν να συμμετάσχουν σε μια σειρά από έργα για επιταχυντές που θα χρησιμοποιηθούν στη φυσική υψηλών ενεργειών, την πυρηνική φυσική, ως πηγές ακτίνων Χ και σε ιατρικές εφαρμογές.