Årsrapport 2018

Eksperimentell partikkelfysikk

I eksperimentell partikkelfysikk er fokuset på ATLAS der vi akkurat har avsluttet datainnsamlingen fra LHCs "Run 2". Run 2 har pågått i fire år og vi har dermed sikret oss mye data for analyse, omtrent seks ganger så mye som det vi samlet i Run 1 (som gav oss oppdagelsen av Higgsbosonet). Tre nye medarbeidere har kommet til, forsker Julia Djuvsland som har Marie Curie stipend, overingeniør Magne Lauritzen, og helt nylig postdoc Graham Lee.

Innen analyse av ATLAS-data så pågår studier av Bc-mesoner, og med den nye postdoc'en Graham Lee vil presisjonsmålinger av Higgsbosonet i henfallskanalen til fire leptoner fortsette. Søket etter supersymmetri og andre kandidater for mørk materie fortsetter, og aktiviteten styrkes også med gledelig deltakelse fra Høyskolen på Vestlandet. To MSc studenter derfra er alt i sving med å studere hvordan  maskinlæringsalgoritmer kan bidra i søket etter supersymmetriske partikler produsert sammen med tau-leptoner. Gruppen har et særlig ansvar innen indentifisering og måling av tau-leptoner, der forsker Bertrand Martin dit Latour er ansvarlig for ATLAS sin "tau-trigger".

2018 var året da vi fikk midler til å delta i oppgraderingen av ATLAS. Dette har positive ringvirkninger, spesielt siden vi fikk ansatt Magne Lauritzen. Mye aktivitet har funnet sted i teststråle ved CERN, der Magne fort ble helt uunværlig. Formålet med testene er å prøve ut pikselsensorer for "inner tracker". Magne og overingeniør Attiq Rehman bidrar også svært aktivt med utvikling av utlesningselektronikk for oppgraderingen som deltakere i RD53 kollaborasjonen ved CERN. Magne har også tatt initiativ til å holde våre websider i orden, som nå har fått en etterlengtet overhaling. Magnes MSc prosjekt hos oss var å oppgradere vårt myonteleskop, som nå er operativt og skal bl.a. brukes i formidlingsarbeidet. Videre er arbeid med gain-kontroll av silisium-fotomultiplikatorer fullført. Dette arbeidet er gjennomført innen AIDA 2020 nettverket. Vi har også deltatt i utprøving av et analogt hadronkalorimeter i teststråle.

Det er også gledelig å merke seg at en tidligere stipendiat hos oss, Alex Kastanas som nå er ansatt ved universitetet i Stockholm, har fått en "Special achievement award" fra ATLAS.  Avslutningen på Run 2 forleden ble markert av ATLAS med en liten feiring, bl.a. med multekrem. Bergensgruppen har bidratt til drift og kjøring av ATLAS i Run 2 med 280 åttetimers økter med skiftarbeid og teknisk arbeid tilsvarende 5 1/2 årsverk.  Det nevnes også at gruppen deltar i samarbeidet "Nordic Network for Diversity in Physics" som har fått NordForsk-midler, og deltok i organiseringen av den første konferansen som ble avviklet i Stockholm i oktober med inviterte innlegg fra vår gruppe.

Eksperimentell kjernefysikk

En av gruppens doktorander, Helge Pettersen, disputerte i mai på en avhandling som på norsk har tittelen "Utvikling av protonavbildning for partikkelterapi" og fire studenter fullførte sine MSc-oppgaver i kjerne- og detektorfysikk.

I 2018 har innsamlingen og analysen av data fra ALICE eksperimentet ved LHC fortsatt med uforminsket kraft. Gruppen i Bergen har bidratt aktivt i dette arbeidet. Tungionekjøringen har skjedd i de siste 4 ukene og en stor mengde data fra pp kollisjoner hadde allerede blitt samlet inn gjennom hele året. Dataanlysen er i gang. I samarbeid med mikroelektronikkgruppen har vi begynt med utvikling av utlesningselektronikk for ALPIDE pikselsensorene. I april fikk vi besøk av kolleger fra Tyskland og CERN; de deltok i en "lecture week on machine learning", som var arrangert av forskerskolen "Intelligent Detectors".

Medisinsk fysikk

3D-mikrodosimeter og nøytronsensorer, begge fra SINTEF, og ALPIDE sensorer for proton-CT (fra ALICE eksperimentet) har blitt testet ved reaktor i Kjeller, med heliumstrål ved ANSTO i Australia og ved HIT (Heidelberg Ion Therapy center). Vi kjemper fortsatt aktivt for at Bergen skal få et moderne, fleksibelt anlegg som kan akselere helium- og karbonioner. 

Innen medisinsk fysikk har vi også jobbet med ulike prosjekter med fokus på beregning av den biologiske effekten fra partikkelterapi. Et prosjekt med PhD-stipendiat Lars Fredrik Fjæra innebærer å lage en fullstending geometrisk datamodell for simulering av protonterapi ved University of Florida Health Proton Therapy Institute, og Lars har i den forbindelse vært 8 uker i Florida i høst. Et nytt prosjekt for i år er at vi utvikler et system for å ta hensyn til oksygennivået i kreftcellene ved planlegging av strålebehandling. Dette er viktig siden celler med lavt oksygennivå er mer stråleresistente. Videre jobber vi også med utvikling av nye metoder for å redusere usikkerheten i protonstrålen sin rekkevidde, noe som er essensielt for å kunne gi ei presis og god behandling.

Teori

I teoretisk høyenergifysikk studerer vi scenarioer for nye partikler som har ikke blitt oppdaget ennå, blant annet ytterligere Higgs partikler, supersymmetri og vekselvirkende mørk materie. Vi begynte å lære om hvordan vi kan trene algoritmer til å lære å skjelne mellom hendelser som involverer eksotiske partikler ved LHC fra alminnelige hendelser kun med velkjente partikler (maskinlæring).  En annen ny retning gjelder studier av modeller med veldig lette, nye partikler som kobler til det vanlige fotonet gjennom kinetisk miksing. Innen arbeidet med en utvidet Higgs-sektor er målene å belyse CP-brudd og mørk materie. En annen spennende nyhet er at gruppen har fått æren av å organisere konferansen DISCRETE 2020 i Bergen.

Vi er glade for å kunne ønske Konrad Tywoniuk, som leder et BFS prosjekt, velkommen i gruppen. Denne gruppen kommer til å studere dynamiske fenomener i den sterke kjernekraften i tung-ion kollisjoner. Hovedsakelig vil dette involvere jet-er og andre mange-partikkelfenomener. De planlegger en internasjonal workshop på instituttet i mai, JetTools 2019, og i løpet av 2019 utvides gruppen med en PhD student (januar 2019) og en ytterligere forsker.