Universidad Autónoma de Madrid
Departamento de Física Teórica

Departamento de Física Teórica

Trabajo de Fin de Grado Experimental

Laboratorio de TFG-EXP del Departamento de Fisica Teorica

Coordinador: Carlos Eiroa

Profesores responsables por áreas:

1)Física Nuclear:  Luis Egido
2)Practicas LHC: Juan Terrón
3)Análisis y tratamiento de datos de Astropartículas: David G. Cerdeño
4)Física Experimental de Neutrinos: Luis Labarga
5)Astrofísica: Carlos Eiroa

Organización general:

El Departamento de Fisica Teórica  ofrece un paquete de practicas para TFG_EXP que se extiende a las areas de investigación cubiertas por sus profesores.   Los  alumnos  que   seleccionen  la  opción  de  nuestro departamento realizarán  tres de las cinco prácticas. El objetivo común a todas ellas  es  la  familiarización   del  estudiante  con  el  análisis  y tratamiento de datos experimentales en las distintas áreas, respetando las distintas peculiaridades.   En este sentido, se hace  notar que en la  física   actual  se   dan  experimentos  realizados   por  grandes consorcios, estructurados en equipos  encargados de hacer el análisis y tratamiento de  datos parciales, sin que  necesariamente se encuentren localizados fisicamente en el lugar de toma de datos.

Las practicas propuestas -  Nuclear, LHC, Neutrinos, Astroparticulas y Astrofisica- requieren una dedicacion de 50 horas por practica, de las cuales 20 son consideradas  presenciales. 

Contenidos:
 
 1. Nuclear (Luis Egido):

 El estudiante se familizarizara con los nuevos métodos de detección y análisis usados en experimentos de Física Nuclear.  En particular, se propone:

1.- El estudio y  caracterización de los diferentes tipos de detectores   de   partículas  y   radiación   de  última   generación (semiconductores  y  centelleadores)  en  el  Laboratorio  de  Física Nuclear del  Instituto de  Estructura de la  Materia del  CSIC). 

2.- Estudio y  análisis de reacciones dispersión con  haces de partículas alfa en el acelerador del CMAM (UAM)

 2. Practicas LHC (Juan Terrón):

 El  estudiante   trabajara  con  las  herramientas   usadas  para  el tratamiento de los datos en los  grandes detectores ATLAS y CMS en el acelerador LHC, tales como n-tuplas, tratamiento estadístico (ROOT) y monitor de sucesos ("event display"), asi como de la identificacion y medida  de los objetos  observables, leptones,  jets y  fotones, para llevar a  cabo un estudio  experimental especifico de un  proceso. Se
 consideraran, entre otros,  la produccion del boson Z  en el canal de desintegracion en una pareja electron-positron, la busqueda del boson de Higgs en el canal  de desintegracion en cuatro leptones cargados o la busqueda  de supersimetría  en estados finales  con varios  jets y momento transverso perdido. Se espera  que el estudiante sea capaz de seleccionar  una muestra  de sucesos  candidatos al  proceso concreto tanto  en los  datos provenientes  de colisiones  en el  LHC  como en simulaciones con tecnicas Monte Carlo,  asi como la extracción de los
 resultados físicos  pertinentes, tales como  la medida de  la sección eficaz, la  significancia del exceso  observado o la exclusion  de un modelo.

3. Análisis y tratamiento de datos en experimentos de Astropartículas (David Cerdeño):

 El alumno trabajará en el  contexto de experimentos actuales en fí­sica de Astropartículas.  Como ejemplos  concretos, se propone  estudiar la deposición de energía en las diferentes partes del detector de materia oscura  CDMS usando  para ello  datos reales  proporcionados  por esta colaboración,  estudiar el  fondo de  muones cósmicos  en experimentos situados en  laboratorios subterráneos (se puede ver  el caso concreto del  Laboratorio Subterráneo  de  Canfranc  o el  de  Soudan u  otro), estudio   del  fondo   (e.g.,   de  neutrones)   en  experimentos   de
 Astropartí­culas de bajo fondo.
 
4. Fisica Experimental de Neutrinos (Luis Labarga):

 Se  analizaran  las  técnicas   experimentales  más  comunes  para  la
 detección  y  medida  de  neutrinos  según su  origen.  Se  realizaran
 análisis   básicos  de   datos  en   el  contexto   del   detector  de
 agua-Cherenkov Super-Kamiokande. Se  analizarán los fondos principales
 del   experimento,  y  se   cuantificarán  para   algunas  situaciones
 particulares. Usando el Laboratorio  Subterráneo de Canfranc se medirá
 la contaminación radioactiva de materiales relevantes al experimento y
 se cuantificará su contribución al fondo.

 5. Astrofísica (Carlos Eiroa):

 El estudiante se familiarizará con las tecnicas mas comunes de observación en  astrofísica (espectroscopia y fotometria en el  optico), el  tratamiento y  el análisis  de datos. Las practicas estan  basadas en  los  propios  datos del  estudiante  y, por  tanto, suponen   la   realizacion  de   observaciones   astronomicas  en   el Observatorio de Calar Alto (Almeria) en torno a un proyecto científico elaborado  por el  alumno. Dichos  datos se  complementan con  los de bases de  datos públicas  obtenidos a traves  de las  herramientas del Observatorio Astronómico Virtual.

Método de evaluación: 

La evaluación del trabajo se  hará con una evaluación continuada de la actividad experimental  (50%), el  informe correspondiente (35%)  y su presentación oral (15%). Todos los  porcentajes se refieren a la parte experimental del  TFG. La actividad  experimental y la entrega  de los informes correspondientes son obligatorias para aprobar la asignatura.


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