Identifikace neutrálních pionů na Future Circular Collider
| Thesis title in Czech: | Identifikace neutrálních pionů na Future Circular Collider |
|---|---|
| Thesis title in English: | Neutral pion identification at Future Circular Collider |
| Key words: | kalorimetr|FCC |
| English key words: | calorimeter|FCC |
| Academic year of topic announcement: | 2024/2025 |
| Thesis type: | diploma thesis |
| Thesis language: | |
| Department: | Institute of Particle and Nuclear Physics (32-UCJF) |
| Supervisor: | Mgr. Jana Faltová, Ph.D. |
| Author: |
| Guidelines |
| Future Circular Collider (FCC) je plánovaný téměř 100 km dlouhý urychlovač, který by mohl být vybudovaný kolem roku 2040 v laboratoři CERN. Výstavba by mohla probíhat ve dvou krocích - nejprve elektron-pozitronový urychlovač (FCC-ee) pro velmi přesná měření Standardního modelu a dále proton-protonový urychlovač (FCC-hh) především pro objevy nových částic.
Neutrální piony vzniklé při proton-protonových srážkách se téměř okamžitě rozpadají na pár dvou fotonů. Tyto fotony jsou velmi blízko sebe a mohou být při rekonstrukce mylně považovány za jediný foton. Pokud má ale elektromagnetický kalorimetr dostatečnou granularitou, měli bychom být schopni odlišit signál neutrálního pionu od fotonu. V práci použijeme návrh kalorimetru pro FCC-ee experiment. Rekonstrukce a především identifikace neutrálních pionů bude hlavní téma práce. Chtěli bychom odhadnout v jakém rozsahu energií pionu a s jakou efektivitou jsme schopni tyto piony identifikovat. |
| References |
| 1/ Abada, A., Abbrescia, M., AbdusSalam, S.S. et al. FCC-hh: The Hadron Collider. Eur. Phys. J. Spec. Top. 228, 755–1107 (2019)
2/ M. Aleksa, et al. Calorimeters for the FCC-hh, https://arxiv.org/abs/1912.09962 |
| Preliminary scope of work in English |
| It is now high time to plan projects at the CERN laboratory for the time after the physics programme of the HL-LHC collider is over. One of the option is a nearly 100 km long collider in Geneva area - Future Circular Collider (FCC). An electron-positron collider (FCC-ee) is foreseen as a first step for a very precise measurements of the Standard Model. A next step could be a proton-proton collider FCC-hh which is designed especially for the discoveries of new particles.
Neutral pions created in the proton-proton collisions decay almost immediately into a pair of two photons. The photons are very close to each other and can be misidentified as a single photon. We should be able to distinguish the signal of a neutral pion from the signal from a single photon with a fine segmented calorimeter. The main goal of the thesis is to understand the geometry of the calorimeter planned for FCC-hh experiment and investigate the options for the reconstruction and identification of neutral pions. |