Studium difrakčních procesů na LHC

  • Vedoucí práce / Supervisor: Mgr. Marek Taševský, Ph.D.
  • Pracoviště / Workplace: Fyzikální ústav AV ČR
  • Kontakt / Contact: tasevsky@fzu.cz
Název anglicky / Title English: Study of diffraction processes at LHC
 
Osnova / Outline: 

Difrakční procesy tvoří pozadí k většině studovaných procesů na LHC, nicméně jsou zajímavé i samy o sobě, tedy jakožto signál. Ty je možno vybrat pomocí dvou základních vlastností, a to prázdné oblasti v detektoru bez zjevné aktivity a pak také pomocí detekce protonů, jež ze srážky vycházejí neporušené a pod velmi malým úhlem k původním protonům. Ve zvláštní podmnožině difrakčních procesů, v tzv. exkluzivních procesech, je možno hledat i signály Nové Fyziky, a to pomocí hledání kandidátů na Temnou hmotu, či studiem vlastnosti Higgsova bosonu. Cílem práce je seznámit se s problematikou dopředných a difrakčních procesů, jimiž se zabývá významná komunita částicových fyziků, seznámit se také s experimentální procedurou výběru difrakce v experimentu ATLAS a poté po poradě se školitelem se rozhodnout pro orientaci na fenomenologii, či experiment. Předpokládají se krátkodobé pobyty v CERN, či ve spolupracujících institucích.

Osnova:
1. Seznamte se se základními pojmy difrakční fyziky a se základními difrakčními procesy.
2. Osvojte si základy práce s programem root pro zpracování dat, používaný ve fyzice vysokých energií.
3. Osvojte si základy práce s programem FastJet pro použití jetových algoritmů.
4. Pomocí generátoru umělých případů vytvořte vzorky dat pro difrakční a nedifrakční procesy a srovnejte jejich základní charakteristiky.
5. Pokuste se pomocí těchto vzorků umělých dat popsat některé z výsledků měření experimentu ATLAS týkajících se charakteristik difrakčních procesů v případech se dvěma jety.

Literatura / reference: 

[1] M. Diehl a M. Arneodo, Diffraction for non-believers, arXiv: hep-ph/0511047.
[2] M. Cacciari, G. P. Salam and G. Soyez, The Anti-k(t) jet clustering algorithm, JHEP 0804 (2008) 063.
[3] M. Cacciari, G. P. Salam and G. Soyez, FastJet User Manual, Eur. Phys. J. C72 (2012) 1896.
[4] R. Staszewski, Study of Diffraction with the ATLAS detector at the LHC, PhD thesis, https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00772329
[5] J. Chýla, skripta Quarks, partons and Quantum Chromodynamics, http://www-hep2.fzu.cz/~chyla/lectures/text.pdf
[6] T. Sjöstrand, S. Mrenna, P. Skands, Manuál k programu PYTHIA 8.1, JHEP 05 (2006) 026, Comput. Phys. Comm. 178 (2008) 852