Studium fyziky b-kvarků na experimentu ATLAS

• Název práce v češtině: Studium fyziky b-kvarků na experimentu ATLAS
• Název v anglickém jazyce: Studies of b-quark physics at the ATLAS experiment
• Klíčová slova: CERN, LHC, ATLAS, b-kvark, b-fyzika, fyzika vůní, trigger
• Klíčová slova anglicky: CERN, LHC, ATLAS, b-quark, b-physics, flavour physics, trigger
• Akademický rok vypsání: 2020/2021
• Typ práce: disertační práce
• Ústav: Ústav částicové a jaderné fyziky (32-UCJF)
• Vedoucí / školitel: RNDr. Pavel Řezníček, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 30.09.2020
• Datum zadání: 30.09.2020
• Datum potvrzení stud. oddělením: 30.09.2020

Zásady pro vypracování

Student(ka) se seznámí s experimentem ATLAS a analýzou jeho dat. Těžištěm práce bude vybraná analýza spadající pod skupiny fyziky b-kvarku a lehkých částic (BLS), např. CP narušení v b-hadronech, nebo hledání/zkoumání vzácných rozpadů a stavů. Student(ka) bude pracovat jak s reálnými daty, tak s Monte Carlo simulacemi. Hlavními softwareové nástroje používané na experimentu jsou programovací jazyky C++ a Python, a analyzační prostření ROOT. Analýza bude vyžadovat pokročilé statistické metody. Student(ka) se bude také věnovat v rámci kvalifikační práce také některým technickým úkolům spojeným buď s upgradem vnitřního dráhového sub-detektoru (ITK), nebo se systémem trigger pro BLS skupinu.

Seznam odborné literatury

[0] T. Davídek a R. Leitner, Elementární částice od prvních objevů po současné experimenty, Matfyzpress, ISBN 978-80-7378-205-4
[1] J. Žáček, Úvod do fyziky elementárních částic, Praha, Karolinum 2005
[2] ROOT: Data Analysis Framework: https://root.cern.ch/, https://root.cern.ch/root/htmldoc/guides/users-guide/ROOTUsersGuide.html
[3] RooFit: Toolkit for Data Modeling with ROOT, https://root.cern.ch/roofit-20-minutes
[4] The ATLAS Experiment at the CERN Large Hadron Collider, 2008. 437 pp., JINST 3 (2008) S08003, http://dx.doi.org/10.1088/1748-0221/3/08/S08003
[5] Physics of the HL-LHC, and perspectives at the HE-LHC, CERN Yellow Rep. Monogr. 7 (2019), https://e-publishing.cern.ch/index.php/CYRM/issue/view/94 (esp. its flavour physics section https://e-publishing.cern.ch/index.php/CYRM/article/view/954)
[6] ATLAS BLS publications: https://twiki.cern.ch/twiki/bin/view/AtlasPublic/BPhysPublicResults
[7] Measurement of the CP-violating phase φs in Bs->J/ψφ decays i ATLAS at 13 TeV, https://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/PHYSICS/PAPERS/BPHY-2018-01/
[8] Angular analysis of B0->K*μμ decays in pp collisions at 8 TeV qith the ATLAS detector, JHEP 10 (2018) 047, https://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/PHYSICS/PAPERS/BPHY-2013-02/
[9] I. Carli, Angular analysis of B0->K*μμ decay with the ATLAS detector, MFF PhD thesis, https://is.cuni.cz/webapps/zzp/detail/85453/44205553

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

The student will learn data analysis chain at the ATLAS experiment. The main part of the thesis will consist in selected analysis within the working group of b-quark physics and light states (BLS), e.g. study of CP-violation in b-hadrons, or searches for and studies of rare decays and new states. The student will work with real data, as well as with MC simulations. The key software tools of the experiment at programming languages C++ and Python, and data analysis toolkit ROOT. The analysis will require advanced statistic methods. The student will also take part in qualification technical task(s), related to either upgrade of the ATLAS tracking sub-detector (ITk), or to the BLS analyses trigger system.