Unser Team sucht Masterstudierende für verschiedene Projekte am Cryogenic Storage Ring (CSR). Die hier vorgeschlagene Stelle umfasst Messungen und damit verbundene vorbereitende Arbeiten für die Elektronen-Ionen-Rekombinationsstudien mit zustandsselektierten Molekülionen.

Sie können Kenntnisse hinzugewinnen zu:

• Quantendynamik molekularer Mehrelektronensysteme
• Laborastrochemie
• Einer zukunftsweisenden, weltweit einzigartigen Forschungseinrichtung
• Modernsten Zähl- und Bilddetektoren
• Erzeugung ultrakalter Elektronenstrahlen
• Analyse großer Datensätze, Datamining
• Speicherring- und Beschleunigerphysik
• Kryo- und Vakuumtechnik
• Labview/ROOT/python Programmierung

Ihre Aufgaben:

• Modellierung der internen Relaxation spezifischer Molekülionen im CSR (Strahlungskühlung und inelastische Elektron-Ionen-Kollisionen)
• CSR-Messungen zur Rekombination spezifischer Molekülionen (z. B. HD⁺, N₂H⁺, etc.)
• Datenanalyse
• Interesse an anderen CSR-Projekten und Unterstüzung dieser Projekte

Sie können profitieren von:

• dem Arbeiten in einem internationalen, geschlechtergerechten Team
• der Unterstützung durch Elektronik- und Feinmechanikwerkstätten und dem hauseigenen Konstruktionsbüro
• einem naturnahen Arbeitsplatz mit guter Busverbindung

Interessiert? Wir freuen uns, von Ihnen zu hören!
Weitere Master-Stellen sind beim CSR verfügbar, zögern Sie nicht zu fragen!

Physikalischer Hintergrund:

Die Neutralisierung eines Molekülions durch das Einfangen eines freien Elektrons geht normalerweise mit einem Energieüberschuss einher, der zum Aufbrechen des resultierenden neutralen Moleküls führt. Diese dissoziative Rekombinationsreaktion (DR) ist ein grundlegender Prozess, der häufig die Chemie in kalten Plasmen wie interstellaren Wolken bestimmt. Die Komplexität des Elektroneneinfangs, die Interferenz zwischen Dissoziationswegen und die starke Strukturveränderung in DR machen es schwierig, den Prozess theoretisch zu berechnen. Auch experimentelle Studien sind eine Herausforderung, da der DR-Prozess in typischen Raumtemperaturexperimenten stark von der Rotationsanregung der Molekülionen abhängt. Der CSR ist ein weltweit einzigartiger Aufbau zur Untersuchung von DR in einer kryogenen Umgebung, in der die Ionen durch Strahlung in ihren rovibrativen Grundzustand abgeregt werden. Studien mit solchen zustandsdefinierten Ionen sind dann sowohl für astrochemische Modelle als auch für das Benchmarking von Quantendynamiktheorien von großem Wert.

Kontakt:

Dr. Oldrich Novotny: Tel. +49 6221 516-547 | MPIK
PD Dr. Holger Kreckel: Tel. +49 6221 516-517 | MPIK
Prof. Dr. Klaus Blaum: Tel. +49 6221 516-851 | Sekretariat

Ausgewählte CSR Publikationen:

Znotins, A. et al., Nat. Commun. 16, 7738 (2025)
Kálosi, Á. et al., Phys. Rev. A. 110, 022816 (2024)
Kálosi, Á. et al., Astrophys. J. Lett. 955, L26 (2023)
Kálosi, Á. et al., Phys. Rev. Lett. 128, 183402 (2022)
Grieser, M. et al., Rev. Sci. Instr. 93, 063302 (2022)
Müll, D. et al., Phys. Rev. A 104, 032811 (2021)
Novotný, O. et al., Science, 365, 676 (2019)
Kreckel, H. et al., Philos. Trans. Royal Soc. A 377, 0412 (2019)
Meyer, C. et al., Phys. Rev. Lett. 119, 023202 (2017)
O’Connor, A. P. et al., Phys. Rev. Lett 116, 113002 (2016)
Von Hahn, R. et al., Rev. Sci. Instr. 87, 063115 (2016)

Unser Team sucht Master-Studenten für verschiedene Projekte am Cryogenic Storage Ring (CSR). Die hier vorgeschlagene Stelle beinhaltet die Entwicklung einer Methode zur Online-Detektorsignalanalyse mittels maschinellen Lernens.

Sie können Kenntnisse hinzugewinnen zu:

• Moderne Techniken zur Detektorsignalverarbeitung
• Moderne Detektorauslese- und Datenerfassungssysteme
• Analyse großer Datensätze und Datamining
• Grundlagen der Speicherring- und Beschleunigerphysik
• Labview/ROOT/Python-Programmierung
• Arbeiten an einer zukunftsweisenden, weltweit einzigartigen Forschungseinrichtung

Ihre Aufgaben:

• Entwicklung von Signalverarbeitungsmethoden für bestehende Micro Channel Plate (MCP) und Microcalorimeter Array (MOCCA) Detektoren
• Anwendung von Techniken des maschinellen Lernens zur Auflösung von Signalüberlagerungen (Pile-up) und zur Unterdrückung von Rauschen
• Testen und Implementieren dieser Methoden unter Verwendung vorhandener Datensätze und/oder in Live-Messungen
• Beitrag zu und Mitarbeit an anderen CSR-bezogenen Projekten

Sie können profitieren von:

• dem Arbeiten in einem internationalen, geschlechtergerechten Team
• der Unterstützung durch Elektronik- und Feinmechanikwerkstätten und dem hauseigenen Konstruktionsbüro
• einem naturnahen Arbeitsplatz mit guter Busverbindung

Interessiert?
Wir freuen uns, von Ihnen zu hören!
Weitere Master-Stellen sind beim CSR verfügbar, zögern Sie nicht zu fragen!

Physikalischer Hintergrund:

Am CSR untersuchen wir grundlegende molekulare Reaktionen unter genau kontrollierten Bedingungen. Molekülionen werden über längere Zeiträume in einer kryogenen Umgebung gespeichert, wodurch sie in ihren rotations-vibratorischen Grundzustand zurückkehren können. Diese Ionen können dann beispielsweise mit einem Elektronenstrahl in Wechselwirkung treten, was präzise Untersuchungen von Elektron-Ionen-Rekombinationsprozessen ermöglicht.

Nach der Rekombination zerfallen die entstandenen neutralen Systeme häufig. Diese Fragmente werden von speziellen kryogenen Detektoren erfasst, die nicht nur Ereigniszählungen liefern, sondern auch detaillierte räumliche und zeitliche Informationen. Dieser 3D-Bildgebungsansatz enthüllt wichtige Eigenschaften der Reaktionsdynamik, darunter Anregungszustände und sogar die an der Elektroneneinfangreaktion beteiligten Quantenorbitale.

Um diese Erkenntnisse zu gewinnen, müssen die Signale des MCP-Detektors im Nanosekundenbereich aufgelöst werden. Maschinelles Lernen kann hier eine entscheidende Rolle spielen, indem es:

• die Trennung überlappender Detektorsignale (Pile-up)
• die Extraktion präziser Zeitinformationen
• die Unterscheidung von Signalen und Rauschen

Beim neu entwickelten MOCCA-Mikrokalorimeterdetektor kodieren die Signale über ihre Form (z. B. die Abklingzeit) auch Positionsinformationen. Methoden des maschinellen Lernens ermöglichen die Extraktion von Aufprallenergie und Position selbst in komplexen, verrauschten Umgebungen.

Diese Entwicklungen werden den Umfang und die Präzision der Experimente am CSR erheblich erweitern, zu einem tieferen Verständnis der molekularen Reaktionsdynamik beitragen und fortgeschrittene theoretische Modelle untermauern.

Kontakt:

Dr. Oldřich Novotný : Tel. +49 6221 516-547 | MPIK
PD Dr. Holger Kreckel: Tel. +49 6221 516-517 | MPIK
Prof. Dr. Klaus Blaum: Tel. +49 6221 516-851 | Sekretariat

Ausgewählte CSR Publikationen:

Znotins, A. et al., Nat. Commun. 16, 7738 (2025)
Grussie F. et al., Phys. Rev. Lett. 132, 243001 (2024)
Kálosi, Á. et al., Astrophys. J. Lett. 955, L26 (2023)
Kálosi, Á. et al., Phys. Rev. Lett. 128, 183402 (2022)
Grieser, M. et al., Rev. Sci. Instr. 93, 063302 (2022)
Müll, D. et al., Phys. Rev. A 104, 032811 (2021)
Novotný, O. et al., Science, 365, 676 (2019)
Kreckel, H. et al., Philos. Trans. Royal Soc. A 377, 0412 (2019)
Meyer, C. et al., Phys. Rev. Lett. 119, 023202 (2017)
Gamer L. et al., J. Low T. Phys. 184, 839 (2016)
O’Connor, A. P. et al., Phys. Rev. Lett 116, 113002 (2016)
Von Hahn, R. et al., Rev. Sci. Instr. 87, 063115 (2016)

Unser Team sucht Bachelor-Studenten für verschiedene Projekte am Cryogenic Storage Ring (CSR). Die hier vorgeschlagene Stelle beinhaltet die Entwicklung einer Methode zur Online-Detektorsignalanalyse mittels maschinellen Lernens.

Sie können Kenntnisse hinzugewinnen zu:

• Moderne Techniken zur Detektorsignalverarbeitung
• Moderne Detektorauslese- und Datenerfassungssysteme
• Analyse großer Datensätze und Datamining
• Grundlagen der Speicherring- und Beschleunigerphysik
• Labview/ROOT/Python-Programmierung
• Arbeiten an einer zukunftsweisenden, weltweit einzigartigen Forschungseinrichtung

Ihre Aufgaben:

• Entwicklung von Signalverarbeitungsmethoden für bestehende Micro Channel Plate (MCP) und Microcalorimeter Array (MOCCA) Detektoren
• Anwendung von Techniken des maschinellen Lernens zur Auflösung von Signalüberlagerungen (Pile-up) und zur Unterdrückung von Rauschen
• Testen und Implementieren dieser Methoden unter Verwendung vorhandener Datensätze und/oder in Live-Messungen
• Beitrag zu und Mitarbeit an anderen CSR-bezogenen Projekten

Sie können profitieren von:

• dem Arbeiten in einem internationalen, geschlechtergerechten Team
• der Unterstützung durch Elektronik- und Feinmechanikwerkstätten und dem hauseigenen Konstruktionsbüro
• einem naturnahen Arbeitsplatz mit guter Busverbindung

Interessiert?
Wir freuen uns, von Ihnen zu hören!
Weitere Master-Stellen sind beim CSR verfügbar, zögern Sie nicht zu fragen!

Physikalischer Hintergrund:

Am CSR untersuchen wir grundlegende molekulare Reaktionen unter genau kontrollierten Bedingungen. Molekülionen werden über längere Zeiträume in einer kryogenen Umgebung gespeichert, wodurch sie in ihren rotations-vibratorischen Grundzustand zurückkehren können. Diese Ionen können dann beispielsweise mit einem Elektronenstrahl in Wechselwirkung treten, was präzise Untersuchungen von Elektron-Ionen-Rekombinationsprozessen ermöglicht.

Nach der Rekombination zerfallen die entstandenen neutralen Systeme häufig. Diese Fragmente werden von speziellen kryogenen Detektoren erfasst, die nicht nur Ereigniszählungen liefern, sondern auch detaillierte räumliche und zeitliche Informationen. Dieser 3D-Bildgebungsansatz enthüllt wichtige Eigenschaften der Reaktionsdynamik, darunter Anregungszustände und sogar die an der Elektroneneinfangreaktion beteiligten Quantenorbitale.

Um diese Erkenntnisse zu gewinnen, müssen die Signale des MCP-Detektors im Nanosekundenbereich aufgelöst werden. Maschinelles Lernen kann hier eine entscheidende Rolle spielen, indem es:

• die Trennung überlappender Detektorsignale (Pile-up)
• die Extraktion präziser Zeitinformationen
• die Unterscheidung von Signalen und Rauschen

Beim neu entwickelten MOCCA-Mikrokalorimeterdetektor kodieren die Signale über ihre Form (z. B. die Abklingzeit) auch Positionsinformationen. Methoden des maschinellen Lernens ermöglichen die Extraktion von Aufprallenergie und Position selbst in komplexen, verrauschten Umgebungen.

Diese Entwicklungen werden den Umfang und die Präzision der Experimente am CSR erheblich erweitern, zu einem tieferen Verständnis der molekularen Reaktionsdynamik beitragen und fortgeschrittene theoretische Modelle untermauern.

Kontakt:

Dr. Oldřich Novotný : Tel. +49 6221 516-547 | MPIK
PD Dr. Holger Kreckel: Tel. +49 6221 516-517 | MPIK
Prof. Dr. Klaus Blaum: Tel. +49 6221 516-851 | Sekretariat

Ausgewählte CSR Publikationen:

Znotins, A. et al., Nat. Commun. 16, 7738 (2025)
Grussie F. et al., Phys. Rev. Lett. 132, 243001 (2024)
Kálosi, Á. et al., Astrophys. J. Lett. 955, L26 (2023)
Kálosi, Á. et al., Phys. Rev. Lett. 128, 183402 (2022)
Grieser, M. et al., Rev. Sci. Instr. 93, 063302 (2022)
Müll, D. et al., Phys. Rev. A 104, 032811 (2021)
Novotný, O. et al., Science, 365, 676 (2019)
Kreckel, H. et al., Philos. Trans. Royal Soc. A 377, 0412 (2019)
Meyer, C. et al., Phys. Rev. Lett. 119, 023202 (2017)
Gamer L. et al., J. Low T. Phys. 184, 839 (2016)
O’Connor, A. P. et al., Phys. Rev. Lett 116, 113002 (2016)
Von Hahn, R. et al., Rev. Sci. Instr. 87, 063115 (2016)