doc1. Metody rekonstrukcji obiektów fizycznych w detektorze CMS
download 
Reklamacja Transkrypt
1. Metody rekonstrukcji obiektów fizycznych w detektorze CMS
1. Metody rekonstrukcji obiektów fizycznych w detektorze CMS Streszczenie: Dektor CMS, działający przy Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) mierzy położenie i wartośc depozytów energii w kalorymetrach hadronowym i elektromagnetycznym, położenie depozytów w komorach mionowych, oraz położenie punktów przez które przelatywały cząstki naładowane w detektorze śladowym. Seminarium ma na celu przedstawienie w jaki sposób z tych podstawowych „cegiełek” są rekonstruowane (tzn, jest wyznaczany ich czteropęd) i identyfikowane cząstki: elektrony, miony, dżety. Opiekun: Artur Kalinowski -‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐ 2. Poszukiwania bozonu Higgsa w eksperymencie CMS w kanale rozpadu na dwa fotony Streszczenie: Poszukiwania bozonu Higgsa, zakończone odkryciem ogłoszonym 04.07.2012 były prowadzone równolegle w wielu kanałach rozpadu. Dwa kanały o największej czułości to rozpad na dwa fotony, oraz rozpad na cztery naładowane leptony (z pośrednim rozpadem na dwa bozony Z). Seminarium ma na celu przedstawienie podstawowych elementów i aktualnych wyników poszukiwań bozonu Higgsa w kanale rozpadu na dwa fotony, opublikowane w artykule arXiv:1407.0558. Opiekun: Artur Kalinowski -‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐ 3. Poszukiwania bozonu Higgsa w eksperymencie CMS w kanale rozpadu na dwa bozony Z Streszczenie: Poszukiwania bozonu Higgsa, zakończone odkryciem ogłoszonym 04.07.2012 były prowadzone równolegle w wielu kanałach rozpadu. Dwa kanały o największej czułości to rozpad na dwa fotony, oraz rozpad na cztery naładowane leptony (z pośrednim rozpadem na dwa bozony Z). Seminarium ma na celu przedstawienie podstawowych elementów i aktualnych wyników poszukiwań bozonu Higgsa w kanale rozpadu na dwa bozony Z, opublikowanych w artykule arXiv:1312.5353. Opiekun: Artur Kalinowski -‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐ 4. Metody statystyczne używane w poszukiwaniach nowych cząstek w LHC. Streszczenie: Poszukiwania nowych cząstek w detektorach ATLAS i CMS działających przy Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) są oparte na statystycznej analizie braku lub obecności „sygnału”, czyli przypadków zderzeń proton-‐proton, które występują przy założeniu istnienia nowej cząstki, np. bozonu Higgsa. Seminarium ma na celu opisanie metod statystycznych i wyjaśnienie ich sposobów prezentacji na przykładzie poszukiwań bozonu Higgsa. Podstawowym źródłem dla tego tematu jest artykuł CMS-‐NOTE-‐2011-‐005 Opiekun: Artur Kalinowski -‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐ 5. Układ wyzwalania detektora CMS (Omówienie układu wyzwalania na mionach po pierwszym (tzw. L1) i wysokim (tzw. HLT)) Streszczenie: częstość zachodzących zdarzeń w Wielkim Zderzaczu Hadronów LHC (rzędu 109 Hz) nie pozwala na zapisanie na nośnikach zewnętrznych informacji o wszystkich zdarzeniach. Poszukiwane przez nas procesy zachodzą ze znacznie mniejszą częstością (sześć rzędów wielkości mniejszą). Rolą układów wyzwalających jest wybranie interesujących nas zdarzeń i uruchomienie procedury przepisania informacji o przypadku z rejestrów detektora na nośniki zewnętrzne. Decyzja podejmowana jest w oparciu o układy FPGA (L1) i fermy komputerów PC (HLT), ale ich oprogramowanie wymaga znajomości fizyki badanych procesów. Opiekun: Artur Kalinowski, Krzysztof Doroba -‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐ 6. Poszukiwanie plazmy kwarkowo-‐gluonowej w eksperymencie NA61/SHINE". "NA61/SHINE to eksperyment działający przy akceleratorze SPS w laboratorium CERN. Zajmuje się zgłębianiem tajemnic przejścia fazowego między materią hadronową a plazmą kwarkowo-‐gluonową poprzez bdanie zderzeń ciężkojonowych. Eksperyment wykonuje unikalny skan w funkcji energii oraz rozmiaru układu zderzanych jonów, co obok wielkich eksperymentów przy akceleratorze LHC stanowi niesamowicie ciekawy obszar badawczy dla fizyki cząstek. Głównymi celami fizycznymi eksperymentu wyznaczenie progu na produkcję plazmy kwarkowo-‐gluonowej i odnalezienie punktu krytycznego silnie oddziałującej materii. Tematem seminarium będzie przybliżenie historii poszukiwania plazmy kwarkowo-‐gluonowej w fizyce cząstek i omówienie najważniejszych wyników eksperymentalnych." Opiekun: Magda Kuich , Wojciech Dominik -‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐ 7. Piekny spin Streszczenie: Spin jest wielkoscia kwantowa a przez to ttrudno zrozumiala. Fizyka spinu rozwija sie w ostatnich latach bardzo burzliwie. Od momentu, w ktorym zostal zaproponowany do wyjasnienia budowy widm atomowych, spin nie przestaje nas zaskakiwac ale tez dostarcza ciekawych, niekonwencjonalnych metod pomiarowych trudnych problemow. Przykladem tych ostatnich jest pomiar czynnika Landego dla elektronu i mionu, gdzie ewentualne istnienie efektow "nowej" fizyki wykrywa sie poprzez zachowanie spinu w okreslonych warunkach. Przykladem tych pierwszych jest ciagle niezrozumiala spinowa struktura nukleonu. Referat bedzie przegladem nowoczesnych doswiadczen, wynikow i zagadek w fizyce spinu. Opiekun: Barbara Badelek -‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐ 8. Techniki doswiadczalne w badaniach efektow spinowych przy wysokich energiach. Streszczenie: Fizyka spinu rozwija sie w ostatnich latach bardzo burzliwie, glownie dzieki niezrozumialej dotad spinowej strukturze nukleonu. Doswiadczenia spinowe wymagaja uzycia spolaryzowanych wiazek i tarcz. Tych pierwszych moze dostarczyc natura (tak jest w przypadku mionow i do pewnego stopnia elektronow) lub skomplikowane techniki, np. fotoemisja pod wplywem spolaryzowanego swiatla laserowego (elektrony) czy tez uzycie krysztalu jako polaryzatora i cwiercfalowki, produkujacego spolaryzowane fotony. Sposoby ustawienia spinow w tarczach zaleza od rodzaju doswiadczenia: te ze stala tarcza uzywaja tzw. dynamicznej metody jadrowej a spolaryzowane eksperymenty przy uzyciu zderzaczy -‐ tzw. wezy syberyjskich, ktore po raz pierwszy zostaly uzyte w doswiadczenich w maszynie RHIC w Brookhaven (USA). Seminarium bedzie przegladem tych metod, pod katem ich uzytecznosci do wymaganych rodzajow pomiarow. Opiekun: Barbara Badelek -‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐ 9. Klopoty z duza liczba partonow w nukleonie. Streszczenie: W prostym modelu kwarkowym nukleon sklada sie z trzech kwarkow, ktorych cechy wyjasniaja wiekszosc wlasnosci nukleonu (ladunek, moment magnetyczny,...). Chromodynamika kwantowa postuluje istnienie takze gluonow, co z kolei wymaga istnienia par kwarkow, tzw. morza. Wydaje sie jednak, ze w ramach takiego formalizmu moze zaistniec sytuacja, kiedy liczba partonow w nukleonie rosnie nieograniczenie. Kiedy tak sie dzieje? Czy jest to zgodne z podstawowymi zasadami fizyki? Czy moze jest to blad naszej interpretacji formalizmu? Jakie mechanizmy moga zahamowac nieograniczony wzrost liczby partonow? Referat ma dac okazje do zastanowienia sie nad tymi zagadnieniami, ktorych wprawdzie nie umiemy rozstrzygnac w oparciu o istniejace pomiary ale, byc moze, wyjasnimy z pomoca wynikow otrzymanych przy LHC. Opiekun: Barbara Badelek -‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐ 10. Klopoty z protonem Streszczenie: Struktura protonu jest, jak sie wydaje swietnie znana, ciagle jest jednak zrodlem niespodzianek. I nie jest to tylko slynna "zagadka spinu protonu" ale tez np problem pomiaru jego elastycznego czynnika postaci (mowiac w przyblizeniu "ksztaltu"), ktory mierzony w roznych doswiadczeniach daje rozne wyniki, ale nawet pomiar promienia protonu, gdzie rowniez wynik, znany od lat, wychodzi drastycznie inny w nowych doswiadczeniach. Nie pomagaja skomplikowane analizy niepewnosci pomiarowych, rozbieznosc miedzy wynikami doswiadczen jest faktem. W Instytucie Paula Scherera (PSI) w Szwajcarii rusza wkrotce doswiadczenie (akronim MUSE), ktore ma te sprawe rozstrzygnac. Czy rozstrzygnie? Moze naprawde nie rozumiemy podstawowych zachowan protonu? Opiekun: Barbara Badelek -‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐ 11. a. Produkcja cząstek dziwnych w reakcjach pion-‐jądro. b. Produkcja hiperjąder w zderzeniach jądro-‐jądro. Opiekun: dr Krzysztof Wisniewski -‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐ 12. "Separacja egzotycznych izotopów metodą IGISOL". Opiekun: dr hab. Jan Kurpeta 13. -‐ Reakcje termojądrowe w jądrach gwiazd Thermonuclear reactions are the energy source of stars. At a given start temperature, each reaction can happen only within a given energy range the Gamow peak. It is important to measure the cross sections for these reactions at the relevant energies, in order to determine the rate in the stellar environment. These energies are typically low and most of the times beyond reach of experiments, hence new techniques need to be applied. -‐ The solar neutrino problem The spectrum of the neutrinos produced by nuclear reactions in the sun is very rich. The measurement of these neutrinos can provide a unique insight into reactions that happen inside the solar core. The rate of neutrinos produced in the Sun and measured on the Earth turned out to be much lower than expected, generating a long lasting puzzle, which was solved when neutrino oscillations could be measured. -‐ Rare decay modes (or exotic radioactivities) In nuclei far from the beta stability line or in very heavy nuclei, interesting phenomena can originate and new decay modes can happen. For example, when the nucleus has a large excess of protons with respect to neutrons, beta decay energies are so large that prompt emission of multiple particles (protons, alphas) becomes possible. Moreover, in the trans-‐lead region of the chart of nuclei, shell effects and nuclear masses can play together to enable the possibility of emission of heavy clusters (A>4) from the nuclear ground state. This phenomenon is called cluster radioactivity and has very small branching ratios, of the order of 1E-‐9 to 1E-‐16. Such small probability required the development of new techniques in order to enable the measurements. Opiekun: dr Chiara Mazzocchi: -‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐ 14. Poszukiwanie rzadkich sygnałów w zderzeniach ciężkich jonów przy energiach 1-‐2A GeV Streszczenie: Zderzając ciężkie jony przy energiach wiązki 1-‐2A GeV, stoimy u progu na powstawanie cząstek dziwnych. Zebrane dane doświadczalne wskazują, że produkcja tych cząstek jest umożliwiona i wzmocniona dzięki kanałom kilkustopniowym, w których uczestniczą cząstki nie istniejące przed zderzeniem: mezony pi, rezonanse barionowe oraz inne cząstki dziwne. Na prawdopodobieństwo produkcji i ewolucję mają również wpływ modyfikacje fundamentalnych własności cząstek w gorącej i gęstej strefie zderzenia ciężkich jonów. Instalacja w detektorze FOPI układu pomiaru czasu przelotu o szczególnie wysokiej czasowej i pozycyjnej zdolności rozdzielczej umożliwiła wykrycie bardzo rzadko produkowanych cząstek dziwnych, takich jak mezon ϕ, ^3_{Λ}H, ^4_{Λ}H. Przedyskutowana zostanie też produkcja rezonansów Σ* i K*, również o niewielkim przekroju czynnym. Opiekun: dr Krzysztof Piasecki 15. "Badanie oddziaływań wysokoenergetycznych neutrin w eksperymencie IceCube" Opiekun: dr Magdalena Posiadała-‐Zezula Streszczenie: IceCube Neutrino Observatory lub IceCube to detektor cząstek neutrin znajdujący się na terenie Amundsen-‐Scott South Pole Station na Antarktydzie. Podobnie jak jego poprzednik, Antarctic Muon and Neutrino Detector Array (Amanda), IceCube został zbudowany głęboko pod lodem Antarktyki poprzez wprowadzenie tysięcy sferycznych czujników optycznych zawieszonych na pionowych linach na głębokości od 1450 do 2450 metrów pod powierzchnią lodu. Czujniki rejestrują promieniowanie Czerenkowa emitowane przez naładowane cząstki powstałe w wyniku oddziaływania poszukiwanych neutrin. Powierzchnia IceCube wynosi około 1 kilometra kwadratowego, a objętość tego instrumentu naukowego to około 2,5 kilometra sześciennego. Kluczowym celem eksperymentu IceCube jest obserwacja neutrin pochodzenia kosmicznego o energiach z zakresu TeV do PeV. Podczas seminarium omówione zostaną wyniki eksperymentu IceCube dotyczące rejestracji tych wysokoenergetycznych neutrin. 16. "Wytwarzanie i identyfikacja pierwiastków super-‐ciężkich" Opiekun: dr Krzysztof Miernik -‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐
