Studium měkké difrakce s detektorem ALFA na experimentu ATLAS na urychlovači LHC

• Název v anglickém jazyce: Studies of soft diffraction with ALFA detector in ATLAS at the LHC
• Klíčová slova: difrakce, LHC, ATLAS, ALFA
• Klíčová slova anglicky: diffraction, LHC, ALFA
• Akademický rok vypsání: 2016/2017
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Ústav částicové a jaderné fyziky (32-UCJF)
• Vedoucí / školitel: Mgr. Oldřich Kepka, Ph.D.

Zásady pro vypracování

V difrakčních procesech dochází k produkci dopředných protonů, které z místa proton-protonové srážky vyletují pod extrémně malými úhly. K jejich detekci je zapotřebí speciálních dopředných detektorů, které jsou umístěny několik stovek metrů od místa srážky. Na experimentu ATLAS, takové zařízení existuje - detektor ALFA - a v roce 2012 nabralo dostatečné množství dat, pomocí nichž je možné detailně proměřit vlastnosti difrakční produkce při dosud největších těžišťových srážkách 8TeV. Student/studentka se bude zabývat analýzou těchto speciálních případů s dopředným protonem, zejména měřením nabitých částic a energie v centrálním detektoru ATLAS. To je významné například pro zpřesnění modelů simulující průchod nabitých částic atmosférou nebo pro simulaci efektů vícenásobných proton-protonových srážek, které se na LHC objevují pro vysoké luminozity svazků.

Seznam odborné literatury

M.G. Ryskin, A.D. Martin, V.A. Khoze, A.G. Shuvaev, Soft Physics at the LHC, J.Phys.G36:093001,2009.
P. Newman, M. Wing, The Hadronic Final State at HERA, arXiv:1308.3368, page 41.
V. Barone, E. Predazzi, High-Energy Particle Diffraction, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2002.
R. Staszewski, et al., Exclusive $π^+π^-$ Production at the LHC with Forward Proton Tagging, Acta Physica Polonica B vol. 42 (2011) page 1861.
ATLAS Collaboration, Rapidity Gap Cross Sections in pp Interactions at sqrt(s) = 7 TeV, Eur. Phys. J. C72 (2012) 1926
ATLAS Forward Detectors for Measurement of Elastic Scattering and Luminosity, CERN-LHCC-2008-004, https://cds.cern.ch/record/1095847/, 2008.

Předběžná náplň práce

Data zaznamenaná detektorem ALFA v experimentu ATLAS dovolí podrobně otestovat předpovědi difrakčních modelů na LHC. Jelikož se tytéž modely používají k simulaci průchodu částic atmosférou, budou přínosem nejen pro fyziku na LHC, ale i pro fyziku kosmického záření.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Data collected with ALFA detector in the experiment ATLAS will test predictions of diffractive models in a great detail at the LHC energies. Since the same models are used also to simulate propagation of particles through the Earth atmosphere in experiments like AUGER, the analysis will not only improve modelling of pp collisions at the LHC, but may lead to improved understanding of particle production in cosmic ray showers.