Opiekun naukowy

Imię i nazwisko :	Sushil Sharma
Email:	sushil.sharma@uj.edu.pl
Zakład:	Zakład Teorii Układów Jądrowych
Pracownia:
Strona www grupy:	http://koza.if.uj.edu.pl/

---

Krótki opis

Głównym celem projektu jest określenie wydajności detekcji modułów J-PET, zawierających 13 plastykowych scyntylatorów, na rejestrację fotonów anihilacyjnych o energii 511 keV produkowanych przez wiązkę pozytonów (e⁺). Pozytony są często produkowane przy użyciu radioaktywnego źródła 𝜷⁺, gdzie produkcja e⁺ jest stowarzyszona z emisją kwantu gamma o energii charakterystycznej dla używanego izotopu. Możliwość produkowania spowolnionych e⁺ i transportowania ich w polu magnetycznym na pewien dystans pozwala na otrzymanie monochromatycznej wiązki e⁺, która jest czystym źródłem anihilacyjnych fotonów o energii 511 keV. Co więcej, polaryzacja tych fotonów może być zmierzona w oparciu o rozpraszanie Comptona przez obliczenie iloczynu wektorowego pędu anihilacyjnego fotonu przed i po rozproszeniu. Źródło 𝜷⁺ ma typową średnicę 10 –15 mm, co prowadzi do niepewności w oszacowaniu dokładnego źródła fotonu anihilacyjnego i dlatego wprowadza niepewności w oszacowaniu wektora pędu fotonu anihilacyjnego. Planuje się pomiar polaryzacji fotonów produkowanych przez wiązkę pozytonów o przekroju kilku mm. Precyzyjne wyznaczenie polaryzacji fotonów anihilacji ma podstawowe znaczenie dla badania operatorów o nieparzystej symetrii zbudowanych z wektora pędu fotonów i ich kierunku polaryzacji. W dodatku pomiar korelacji fotonów pochodzących z anihilacji e⁺e^- może być zastosowany do poprawienia stosunku sygnału do szumu w obrazowaniu PET.

W czasie tej pracy, pierwszym zadaniem projektu jest wykonanie symulacji Monte Carlo w oparciu o pakiet programów Geant4. Dane doświadczalne będą uzyskane na wiązce pozytonów generowanej w Laboratorium Antymaterii w Trydencie przez zastosowanie przenośnej jednostki detekcyjnej J-PET. Student będzie uczestniczyć w przygotowaniu oprogramowania dla symulacji eksperymentu, w analizie wysymulowanych i zmierzonych danych oraz w rozwoju algorytmów przez zapoznanie się z zaawansowanymi metodami analizy danych.

Główne narzędzia badawcze

• Detektor J-PET
• C++/python
• wiązka pozytonowa
• biblioteka ROOT, Geant4

Wymagania w stosunku do kandydata

• student(-ka) fizyki 3-5 roku
• znajomość fizyki cząstek, jądrowej, atomowej, podstawy symulacji Monte Carlo
• co najmniej podstawowa umiejętność programowania
• zapał badawczy, sumienność i punktualność