Procesy mimo Standardní Model na urychlovači FCC-ee

• Název práce v češtině: Procesy mimo Standardní Model na urychlovači FCC-ee
• Název v anglickém jazyce: Beyond Standard Model physics at the FCC-ee collider
• Akademický rok vypsání: 2022/2023
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Ústav částicové a jaderné fyziky (32-UCJF)
• Vedoucí / školitel: Mgr. Jana Faltová, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 27.09.2023
• Datum zadání: 27.09.2023
• Datum potvrzení stud. oddělením: 27.09.2023
• Konzultanti: prof. RNDr. Tomáš Davídek, Ph.D.

Zásady pro vypracování

Future Circular Collider (FCC) je plán na 100-km dlouhý urychlovač v laboratoři CERN, který by nahradil Large Hadron Collider (LHC a HL-LHC). V první fázi by se na urychlovači FCC srážely vysoce urychlené elektrony a pozitrony (urychlovač FCC). Pro velmi přesná měření na experimentech na FCC-ee je třeba vyvinout dostatečně precizní detektory.

Práce se bude zabývat analýzou vybraných fyzikálních procesů na urychlovači FCC-ee. Zvolené fyzikální procesy dávají důležité informace ohledně požadavků na detektory pro FCC-ee. Důležitým procesem pro studium elektromagnetického kalorimetru jsou např. rozpady tzv. axion-like particles (ALP) na pár fotonů. Kromě fyzikální analýzy se student(ka) bude také podílet na vývoji (především simulacích a optimalizačních studií) kalorimetrického systému pro experiment na urychlovači FCC-ee. Budou-li k dispozici data z testů na svazku, student(ka) se zapojí do analýzy experimentálních dat.

Součástí práce bude také technická práce a analýza dat na experimentu ATLAS. Student(ka) splní kvalifikační úkol s využitím kalorimetru TileCal. Dále se bude podílet na analýze vybrané charakteristiky kalorimetru TileCal v datech z Run 3.

Seznam odborné literatury

1/ FCC Collaboration, FCC-ee: The Lepton Collider: Future Circular Collider Conceptual Design Report Volume 2, Eur. Phys. J. Spec. Top. 228 (2019) 261-623
2/ FCC Collaboration, FCC Physics Opportunities, Eur. Phys. J. C volume 79, Article number: 474 (2019)
3/ B. Francois, Noble liquid calorimetry for a future FCC-ee experiment, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Volume 1040, 1 October 2022, 167035, https://doi.org/10.1016/j.nima.2022.167035
4/ ATLAS Collaboration, Operation and performance of the ATLAS Tile Calorimeter in Run 1, Eur. Phys. J. C78 (2018) 987

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

The Future Circular Collider (FCC) is a plan for a 100-km-long accelerator at CERN to replace the Large Hadron Collider (LHC and HL-LHC). In the first phase, the FCC would collide highly accelerated electrons and positrons (FCC-ee accelerator). Sufficiently precise detectors need to be developed for very precise measurements in the FCC-ee experiments.

This thesis will deal with the analysis of selected physical processes at the FCC-ee collider. The selected physical processes give important information regarding the detector requirements for FCC-ee. An important process for the study of an electromagnetic calorimeter performance is e.g the decay of so-called axion-like particles (ALPs) into a pair of photons. In addition to the physical analysis, the student will also be involved in the development (mainly simulations and optimization studies) of the calorimeter system for the FCC-ee experiment. If data from beam tests are available, the student will be involved in the analysis of the experimental data.

The work will also include technical work on the ATLAS experiment. The student will complete a qualifying task using the TileCal calorimeter. In addition, he/she will participate in the performance studies of the TileCal calorimeter in Run 3 data.