Daria Trotsenko – precisieberekeningen in QCD

Het masterproject van Daria Trotsenko werd begeleid door Wouter Waalewijn en Johannes Michel. Het project werd gefinancierd door een speciale FNWI/IoP Physics & Astronomy-beurs voor Oekraïense studenten. Daria voerde een indrukwekkende berekening uit in de perturbatieve quantumchromodynamica (QCD), die van groot belang is voor het lopende programma van precisiemetingen bij de Large Hadron Collider (LHC) van CERN. Veel LHC-metingen, zoals die van de massa van het W-boson, zijn door hun precisie gevoelig voor zeer kleine afwijkingen van het Standaardmodel van deeltjesfysica. Door die gevoeligheid kan zelfs naar nieuwe fysica, waarvan de energie hoger is dan die van de LHC, gezocht worden via indirecte effecten op lagere energie. Het succes van deze experimentele analyses steunt echter in hoge mate op corresponderende precieze theoretische voorspellingen. Zulke voorspellingen zijn moeilijk vanwege de substantiële effecten van QCD op de quarks en gluonen in de botsende protonen.

De omvang van deze effecten vereist dat theoretische deeltjesfysici met een techniek werken die bekendstaat als storings- of perturbatietheorie. Daria’s resultaten betreffen gedetailleerde analytische voorspellingen voor de productie en het verval van Z-bosonen, virtuele fotonen en W-bosonen op de volledige tweede orde in QCD-perturbatietheorie, en behoren daarmee tot de absolute top van analytisch bekende LHC-processen. Opmerkelijk is dat zij voor het eerst op deze orde,­ in analytische vorm, het verval van deze bosonen in compleet detail heeft beschreven. Het meenemen van dit verval is bijvoorbeeld cruciaal voor de extractie van de massa van het W-boson.

Amber Visser – altermagnetisme

In de wereld van het magnetismeonderzoek is er steeds meer aandacht voor een nieuw type magnetische ordening: altermagnetisme. Altermagneten zijn materialen zonder magnetisch moment – ​​wat het geval is voor veel bekende magnetische materialen – maar met diverse nieuwe eigenschappen die ontstaan ​​in materialen die een geheel nieuwe symmetrie vertonen. Het bestaan ​​van altermagneten werd theoretisch voorspeld in 2019, en recent is er steeds meer experimenteel bewijs dat deze verrassende materialen daadwerkelijk bestaan.

Tijdens haar masterproject, onder begeleiding van Jasper van Wezel en Corentin Coulais, voerde Amber Visser een uitgebreide en gedetailleerde theoretische analyse uit van een door altermagneten geïnspireerd model voor een nieuw type quantummateriaal dat het zogenaamde piëzo-elektrische effect vertoont. Ze ontwierp en fabriceerde ook een eerste prototype van een mechanisch metamateriaal dat de eigenschappen van het quantummodel exact nabootst. Hiermee zette haar scriptie een stap in de richting van het aantonen dat belangrijke kenmerken van altermagneten kunnen worden gerealiseerd in niet-magnetische systemen, wat een blauwdruk biedt voor het ontwerpen van niet-magnetische functionele materialen die gebruikmaken van altermagnetische symmetrie.

KHMW Jong Talent Prijzen

De Koninklijke Hollandsche Maatschappij der Wetenschappen (KHMW) kent jaarlijks de Jong Talent Prijzen toe ter bevordering van het wetenschappelijk onderwijs in de technische en exacte vakken. De 19 afstudeerprijzen bekronen uitzonderlijke studieresultaten (masterscriptie of onderzoeksverslag) van studenten die in het betreffende jaar afstuderen aan een Nederlandse instelling voor wetenschappelijk onderwijs. De prijzen worden financieel ondersteud door het Lorentz Fonds.

Twee van de prijzen zijn voor natuurkundig onderzoek: de Natuurkundeprijs voor algemene natuurkunde en de Theoretische Natuurkundeprijs voor theoretisch onderzoek – beide met een prijzengeld van € 3000. De prijsuitreiking vindt plaats op 24 november in het Hodshonhuis in Haarlem. Bijzonder is dat beide prijzen dit jaar worden uitgereikt aan studenten van het Institute of Physics: Amber Visser ontvangt de Natuurkundeprijs en Daria Trotsenko de Theoretische Natuurkundeprijs. IoP feliciteert Amber, Daria en hun begeleiders van harte!