Bachelorarbeiten zur Datenanalyse
| 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 Existing simulations that use this information do not automatically reflect these improvements and therefore become outdated.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 Based on this comparison, the framework will apply corrections or reweightings to the outdated simulation output without rerunning the full simulation again.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->Ktautau 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: | 30.01.2026 |
| Thema: | Searching axion-like-particle decaying 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 τ 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. In this project, you will study the production of a tauphilic ALP a in the process ee→γa(→ττ). A key difficulty in this search is determining the optimal strategy for the τ lepton reconstruction. The τ lepton can decay either into an electron or muon (and neutrinos) or into hadrons, and furthermore, some hadronic decays include multiple pi0 mesons that are challenging to reconstruct. Choosing between these groups, or deciding to combine them, has direct impacts on the signal efficiency and background rejection, both of which strongly determine the sensitivity of this search. Therefore, the focus of this project will be on exploring these different τ reconstruction strategies and using data analysis techniques to determine which strategy maximises the search sensitivity. |
| Sie lernen kennen: | python programming, data analysis, BSM searches |
| Referent: | Prof. Dr. Torben Ferber (he/him) |
| Ansprechpartner: | Dr. Priyanka Cheema (she/her) |
| Letzte Änderung: | 30.01.2026 |
| 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 |