Azimutální distribuce v leptoprodukci částic J/ψ
| Thesis title in Czech: | Azimutální distribuce v leptoprodukci částic J/ψ |
|---|---|
| Thesis title in English: | Azimuthal distributions in J/ψ leptoproduction |
| Key words: | DIS|leptoprodukce|COMPASS|J/psi |
| English key words: | DIS|J/psi|leptoproduction|COMPASS |
| Academic year of topic announcement: | 2024/2025 |
| Thesis type: | diploma thesis |
| Thesis language: | |
| Department: | Department of Low Temperature Physics (32-KFNT) |
| Supervisor: | Mgr. Jan Matoušek, Ph.D. |
| Author: |
| Guidelines |
| - Nastudování kinematiky hluboce nepružného rozptylu (DIS), běžně používaných konvencí, proměnných a vztažné soustavy.
- Seznámení se základy partonového modelu a jeho použitím v DIS. - Seznámení s mechanismy leptoprodukce J/ψ - Seznámení s experimentem COMPASS a způsobem zpracování dat z něj. - Analýza dat z let 2007, 2010 a 2022 - studium azimutální distribuce J/ψ rekonstruované z jejího rozpadu na μ+μ−. - Studium možnosti rekonstrukce J/ψ z jejího rozpadu na e+e−. - Prezentace výsledků na pracovních poradách kolaborace COMPASS. - Prezentace výsledků na mezinárodní konferenci a příprava publikace v recenzovaném časopise. |
| References |
| - J. Žáček: Úvod do fyziky elementárnı́ch částic. Karolinum, 2005.
- 4. R. Leitner, T. Davídek: Elementární částice od prvních objevů po současné experimenty, MatfyzPress, 2012. - COMPASS Collaboration: The Compass Experiment at CERN, Nucl. Instr. Meth. 577, 2007, http://arxiv.org/abs/hep-ex/0703049. - J. Matoušek (for COMPASS): Sivers asymmetry in J/ψ production in COMPASS 2010 proton data, J. Phys. Conf. Ser. 678, 2016, http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/678/1/012050 - PHAST: PHysics Analysis Software Tools. http://ges.web.cern.ch/ges/phast/index.html. - ROOT data analysis framework. https://root.cern.ch/. |
| Preliminary scope of work |
| Hluboce nepružný rozptyl – deep inelastic scattering (DIS) – leptonů (elektronů či mionů) je silným nástrojem pro studium struktury nukleonu (protonu a neutronu). Experiment COMPASS studoval DIS mionů na přı́čně polarizovaných terčı́ch. Tato interakce probı́há převážně rozptylem mionu na kvarku s výměnou jednoho virtuálnı́ho fotonu. Kvarku je předaná velká hybnost a po vzdálení se od zbytku nukleonu z něj vznkají zejména lehké hadrony, které nesou informaci o původní hybnosti a polarizaci kvarku v nukleonu. Analýzou jejich produkce pak COMPASS zjistil korelace mezi spinem nukleonu a jeho kvarků (tj. jejich polarizaci) nebo mezi spinem nukleonu a přı́čnou hybnostı́ kvarků (což souvisı́ s jejich orbitálnı́m momentem hybnosti). Velmi málo je ale dosud známo o těchto korelacı́ch pro gluony, které jsou v nukleonu
rovněž přı́tomné. V interakci mionu s nukleonem vzácně docházı́ k produkci částice J/ψ, což je vázaný stav půvabného (charm) kvarku a antikvarku. Protože tyto kvarky se v nukleonu prakticky nevyskytujı́, nejjednoduššı́ způsob jejı́ho vzniku je tzv. foton–gluonová fúze, znázorněná na obrázku 2. J/ψ nám tak, na rozdı́l od lehkých hadronů, může něco řı́ci o korelaci mezi hybnostı́ gluonu a přı́čnou polarizacı́ jeho mateřského nukleonu (Siversův efekt). Taková korelace by znamenala, že gluony majı́ nenulový orbitálnı́ moment hybnosti. Toto měřenı́ bylo na experimentu Compass provedeno, ale výsledky jsou pouze předběžné. Bylo by zajímavé rozšířit analýzu na další možné korelace a zahrnout více experimentálních dat, včetně nových z roku 2022. |