Bachelorarbeiten zur Datenanalyse
| Thema: | Search for long-live axionlike particles deaying into tau leptons at Belle II |
| Zusammenfassung: | Axion-like-particles (ALPs) are well-motivated extensions of the Standard Model that could explain dark matter and other anomalies. Belle II provides an excellent opportunity to search for ALPs, in particular ALPs that dominantly couple to tau leptons, so-called tauphilic ALPs. Within the mass range Belle II is capable of exploring, the parameter space for such tauphilic ALPs is largely unexplored. Currently, work on this is ongoing for the case of a promptly-decaying ALP. However, it is expected that searching for a long-lived ALP would be able to produce significantly better cross section upper limits. In this project, you will study the production of a long-lived tauphilic ALP a in the process ee→γa(→ττ). A key goal will be to determine the expected level of background and to analyse the dominant processes that compose this background. This project will also focus on determining appropriate signal selection strategies for the displaced ALP vertex, and methods to help with signal-background discrimination. This leads to the outcome of this project which will be the first-ever expected cross section limits for such an ALP within this mass range. |
| Sie lernen kennen: | BSM B meson physics, python programming, statistical data analysis |
| Referent: | Prof. Dr. Torben Ferber (he/him) |
| Ansprechpartner: | Dr. Priyanka Cheema (she/her) |
| Letzte Änderung: | 01.08.2026 |
| Thema: | Event classification in B- → μ- μ- π+ decay at Belle II |
| Zusammenfassung: | The lepton number violating process B- → μ- μ- π+ is forbidden in the Standard Model. However, if neutrinos are their own antiparticles, processes that involve lepton-number violation can proceed via the production of on-shell Majorana neutrinos. The aim of this thesis is to optimize the selection criteria for the B- → μ- μ- π+ decay at Belle II using ML-based tools to suppress background processes. |
| Sie lernen kennen: | BSM B meson physics, python programming, statistical data analysis |
| Referent: | Prof. Dr. Torben Ferber (he/him) |
| Ansprechpartner: | Dr. Pablo Goldenzweig (he/him) |
| Letzte Änderung: | 23.07.2026 |
| Thema: | Dynamic reweighting of B-meson branching ratios at Belle II |
| Zusammenfassung: | In experiments such as Belle II, we rely on large Monte Carlo simulations to model background processes. Producing these simulations takes months on distributed computing systems, so they cannot be regenerated frequently. At the same time, our knowledge of how particles decay improves over time as new measurements are made. Existing simulations that use this information do not automatically reflect these improvements and therefore become outdated. This leads to a mismatch between the decay information used in existing simulations and current experimental knowledge. In this project, you will develop a software framework that compares the decay information stored in simulated events with up to date decay information. Based on this comparison, the framework will apply corrections or reweightings to the outdated simulation output without rerunning the full simulation again. Using the rare decay B → K τ+ τ- as a primary use case, you will study the impact of these updates on signal sensitive physics observables. In such rare decay channels, even small mismodeling of dominant background branching fractions can fake a new physics signal or hide a real effect. |
| Sie lernen kennen: | python programming, information parsing, databases, template fitting, rare decay analysis |
| Referent: | Prof. Dr. Torben Ferber (he/him) |
| Ansprechpartner: | Lennard Damer (he/him) |
| Letzte Änderung: | 23.07.2026 |
| Thema: | B-Tagging: Identifikation von Bottom-Quark-Jets mit modernen Algorithmen |
| Zusammenfassung: | Top-Quarks zerfallen fast ausschliesslich unter Abstrahlung eines W-Bosons in ein Bottom-Quark und aufgrund der hohen Masse der Bottom-Quarks koppelt auch das Higgs-Boson bevorzugt an diese. Die möglichst gute Identifizierung von b-Jets, also Jets, die aus der Hadronisierung eines Bottom-Quarks entstehen, ist daher eine zentrale Voraussetzung für Physik-Analysen im Top-Quark- oder Higgs-Boson-Bereich. Moderne Algorithmen können solche Heavy-Flavor-Jets bereits auf Trigger-Level („Level 1“ (L1) und „High Level Trigger“ (HLT)) erkennen und somit die Auswahl der für Top- und Higgs-Physik interessanten Kollisionsereignisse signifikant verbessern. Genauso wichtig wie das Funktionieren dieser Algorithmen ist auch ihre Kalibration sowie das sehr genaue Verständnis ihrer Performanz, um eventuelle systematische Einflüsse in den analysierten Datensätzen mit einbeziehen zu können. In unserer Arbeitsgruppe werden wichtige technische Beiträge zur Entwicklung und Verbesserung der Algorithmen, die von CMS zur Identifikation von b-Jets eingesetzt werden, geleistet. Interessierte können im Rahmen ihrer Bachelor- oder Masterarbeit in diesem Themenfeld mitarbeiten. |
| Sie lernen kennen: | C++- und Python-Programmierung, B-Tagging, Top- und Higgs-Physik |
| Referent: | Prof. Dr. Thomas Müller |
| Ansprechpartner: | Dr. Soureek Mitra |
| Letzte Änderung: | 19.05.2022 |
| Thema: | Neue Ansätze für die Messung der Top-Quark-Masse bei CMS |
| Zusammenfassung: | Auch 25 Jahre nach seiner Entdeckung am Tevatron-Beschleuniger des Fermilab in Chicago hat das Top-Quark nichts von seiner Anziehungskraft verloren. Suchen nach neuer Physik jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik konnten bisher keine neuen Teilchen oder Wechselwirkungen finden. So rücken Präzisionsmessungen bekannter Teilchen in den Fokus, in der Hoffnung, Abweichungen zu den vorhergesagten Eingeschaften zu entdecken, die auf Beiträge neuer, bisher unbekannter Physik hinweisen. Als schwerstes derzeit bekanntes Elementarteilchen nimmt das Top-Quark eine Sonderrolle im Standardmodell ein. Es zerfällt nahezu instantan, was die Beobachtung eines quasi "nackten" Quarks ermöglicht. Die Masse des Top-Quarks ist bereits sehr genau experimentell bestimmt worden. Wir wollen die Top-Quark-Masse indirekt über die Helizität der im Top-Quark-Zerfall entstehenden W-Bosonen messen und somit eine unabhängige Massenbestimmung vornehmen. Interessierte können im Rahmen ihrer Bachelor- oder Masterarbeit an dieser Analyse mitarbeiten. |
| Sie lernen kennen: | C++- und Python-Programmierung, ROOT, Datenanalyse, Top-Physik |
| Referent: | Prof. Dr. Thomas Müller |
| Ansprechpartner: | Dr. Thorsten Chwalek, Dr. Nils Faltermann |
| Letzte Änderung: | 19.05.2022 |