Tutkimme kvarkkien ja gluonien vuorovaikutuksia, joita kuvaava hiukkasfysiikan standardimallin osa on kvanttiväridynamiikka, QCD. Ryhmämme erityisalana on kvanttiväridynamiikka raskailla atomiytimillä tehtävissä törmäyskokeissa. Kvanttiväridynamiikan häiriöteoriaa käytämme raskaiden atomiytimien kvarkkien ja gluonien vuorovaikutusten ymmärtämiseksi. Tärkeä tutkimuskohde on erityisesti vahvasti vuorovaikuttava alkeishiukkasaine, kvarkkigluoniplasma, jota tuotetaan  CERN-LHCn ja BNL-RHICn törmäyskokeissa. Pyrimme tekemään ennusteita näissä törmäyskokeissa mitattaville suureille, joiden perusteella kvarkkigluoniplasman ominaisuudet voidaan määrittää, tässä mallinnuksessa keskeisenä osana on myös relativistinen virtausdynamiikka.

Lisätietoa tutkimustuloksista, toiminnasta ja ryhmän tutkijoista englanninkielisillä sivuilla.

Ryhmän henkilöstö

Mahdollisia opinnäytetyön aiheita

Kandidaatintutkielmaksi soveltuvia aiheita

  • Weizsäcker-Williams- fotonivuo: lähellä valon nopeutta riippuvan varauksen sähkökenttä muistuttaa "fotonipilveä". Tarkoitus olisi käydä läpi analyyttisesti vastaavan fotonivuon lasku. Periaatteessa klassisen sähködynamiikan tulos, jota meidänkin ryhmässämme käytetään tutkittaessa ns. ultraperiferaalisia ydin-ydintörmäyksiä, joissa välittäjänä on fotoni. Kandi tai erikoistyö, ohjaaja Hannu Paukkunen.
  •  Hila-QCD:n etumerkkiongelma ja sen mahdollisia ratkaisuja (kompleksinen Langevin-yhtälö, Lefschetz thimble jne), mahdollisesti esimerkkinä analyyttisestikin ratkeava tapaus, Kandityö, erikoistyö tai gradu, ohjaaja Tuomas Lappi
  • Relativistisen vetyatomin energiatilat Diracin yhtälöstä, kandityö tai erikoistyö, ohjaaja Kari J. Eskola
  • DGLAP-yhtälön diagonalisointi Mellin-muunnoksella, kandityö tai erikoistyö, ohjaaja Hannu Paukkunen
  • D'Alembertian bias: additiivisen ja multiplikatiivisen kokeellisen virheen ero sovitettaessa kokeelliseen ainestoon teoreettista mallia, kandityö, ohjaaja Hannu Paukkunen
  • Diffraktio hiukkaskiihdyttimissä: Diffraktio on klassisesta fysiikasta tuttua. Hiukkaskiihdytinkokeissa voidaan havaita vastaava ilmiö, jonka kuvailemiseen tarvitaan kvanttimekaniikkaa. Tällaisia prosesseja tutkimalla voidaan selvittää esimerkiksi protonien ja ytimien kvarkki- ja gluonitiheyksiä sekä geometrista rakennetta. Tutkielmassa käydään läpi ns. Good-Walkerin kvanttimekaaninen käsittely diffraktiiviselle sironnalle ja sen sovelluksia kiihdytinkokeisiin. Tarvittavat esitiedot: kvanttimekaniikka 1, ohjaaja Heikki Mäntysaari
  • Säikeiden fragmentaatio (Lundin malli) hadronien syntymiselle, kandityö, ohjaaja Ilkka Helenius
  • Todennäköisyysjakaumien tuottaminen Monte-Carlo -menetelmillä. Käydään läpi tapoja erilaisten todennäköisyysjakaumien tuottamiseen ja sovelletaan niitä numeerisesti esimerkkitapauksiin. kandityö, ohjaaja Ilkka Helenius
  • SU(3) makusymmetria ja kvarkkimalli, kandityö, ohjaaja Topi Löytäinen
  • Relativistisen Navier-Stokes teorian liikeyhtälöiden johto, kandityö, ohjaaja Harri Niemi
  • Relativistisen ideaalisen magnetohydrodynamiikkan liikeyhtälöiden johto, kandityö, ohjaaja Harri Niemi
  • Leikkausviskositeetin vaikutus hiukkasten liikemääräjakaumiin raskasionitörmäyksissä: 14 momentin aproksimaatio, kandityö, ohjaaja Harri Niemi

Erikoistyön ja gradun aiheita

  • Kvarkittoman QCD:n faasitransitio hilalla, numeerinen lasku. Erikoistyö tai gradu, ohjaaja Tuomas Lappi
  • DGLAP-yhtälöiden numeeriset ratkaisumenetelmät, erikoistyö tai gradu, ohjaaja Hannu Paukkunen
  • Yleinen massaformalismi syvässä epäelastisessa sironnassa, erikoistyö tai gradu, ohjaaja Hannu Paukkunen
  • Kiraalimagneettinen ilmiö (Chiral magnetic effect) ja pariteettisymmetriaa rikkovat fluktuaatiot raskasionitörmäyksissä, erikoistyö tai gradu, ohjaaja Heikki Mäntysaari
  • Neutraalivirran syvä epäelastinen elektroni-protonisironta, erikoistyö, ohjaaja Kari J. Eskola
  • Kvarkin massarenormalisaatio QCD:n häiriöteoriassa, erikoistyö tai gradu, ohjaaja Tuomas Lappi

Muuta

Pb-Pb collision in LHC at sqrt(s) = 5.5 ATeV