Časová kalibrace kalorimetru ATLAS Tilecal

• Thesis title in Czech: Časová kalibrace kalorimetru ATLAS Tilecal
• Thesis title in English: Time calibration of the ATLAS Tile Calorimeter
• Key words: ATLAS experiment hadronový kalorimetr Tilecal analýza dat časová kalibrace
• English key words: ATLAS experiment hadronic Tile Calorimeter data analysis time calibration
• Academic year of topic announcement: 2021/2022
• Thesis type: Bachelor's thesis
• Thesis language: čeština
• Department: Institute of Particle and Nuclear Physics (32-UCJF)
• Supervisor: prof. RNDr. Tomáš Davídek, Ph.D.
• Author: hidden - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 21.09.2021
• Date of assignment: 30.09.2021
• Confirmed by Study dept. on: 29.10.2021
• Date and time of defence: 15.06.2022 09:00
• Date of electronic submission: 03.05.2022
• Date of submission of printed version: 11.05.2022
• Date of proceeded defence: 15.06.2022
• Opponents: Mgr. Jana Faltová, Ph.D.

Guidelines

Student(ka) se seznámí se základy zpracování dat v experimentu ATLAS a funkcí hadronového kalorimetru Tilecal. Cílem práce je příprava časových konstant pro Run-3 pomocí laserového kalibračního systému. Vzhledem k mnoha změnám v experimentu ATLAS je potřeba zanalyzovat laserová data z různých období a jejich porovnáním vyhodnotit potřebné změny v časové kalibraci. Možným bonusem by mohla být analýza tzv. splash případů, kdy jeden svazek protonů naráží do zavřeného kolimátoru a výsledkem je velké množství částic, které vstoupí do detektoru prakticky rovnoběžně s osou svazku. Díky velké energii a skutečnosti, že v jednom případu jsou zasaženy všechny buňky kalorimetru, lze tyto případy použít k určení/ověření časové kalibrace.

Data ve formátu ROOT se budou zpracovávat ve stejnojmenném programovém prostředí. Student(ka) bude mít k dispozici unikátní data z experimentu ATLAS. Velmi úspěšný student(ka) by se mohl(a) podílet i na finální časové kalibraci kalorimetru pro tzv. Run 3, který bude spuštěn v roce 2022. Dále se počítá s návaznou diplomovou prací na příbuzné téma.

References

G. Aad et al: Readiness of the ATLAS Tile Calorimeter for LHC collisions, EPJC 70 (2010) 1193
M.Volpi, L.Fiorini, I.Korolkov, Time inter-calibration of hadronic calorimeter of ATLAS with first beam data, ATL-TILECAL-INT-2009-003
T. Davídek, Instrumentace a časová kalibrace hadronového kalorimetru Tilecal, habilitační práce MFF UK, 2013
T. Davídek et al, Time calibration and monitoring in the Tile Calorimeter, ATL-TILECAL-INT-2020-003
ROOT - http://root.cern.ch
http://atlas.web.cern.ch/Atlas/Collaboration/
http://atlas.web.cern.ch/Atlas/SUB_DETECTORS/TILE/

Preliminary scope of work

Experiment ATLAS je jeden ze dvou hlavních detektorových komplexů na urychlovači LHC v CERN, který zkoumá základní interakce elementárních částic ve srážkách proton-proton. Hadronový kalorimetr Tilecal je nedílnou součástí tohoto experimentu. Nyní se celý experiment po delší přestávce připravuje na nabírání nových dat proton-proton při energii 13.5-14 TeV (takové energie dosud v žádném experimentu nebylo dosaženo) v tzv. Run 3. Před spuštěním je třeba detektor zkalibrovat. Časová kalibrace kalorimetru je důležitá nejen pro vlastní rekonstrukci energie, ale i potlačení pozadí a měření doby letu částic v některých analýzách.

K dispozici jsou starší data, ale úspěšný kandidát(ka) by mohl(a) provést i kalibraci na aktuálních experimentálních datech a přispět tak ke kalibraci detektoru pro nadcházející Run 3.

Preliminary scope of work in English

The ATLAS experiment is one of the two general-purpose detectors at the Large Hadron Collider at CERN. The goals of this particle physics experiment are the search for new physics phenomena and precision measurement of the particle interactions. Tilecal is the central hadronic calorimeter of ATLAS. After the long shutdown, ATLAS is being prepared for new data-taking at the extraordinarily high energies - 13.5-14 TeV - in Run 3. Nevertheless, all subdetectors need first to be calibrated. The calorimeter time calibration is important for the actual energy reconstruction, pile=up mitigation as well as for time-of-flight measurement used in some analyses.

Available are older data, nevertheless a successful candidate should directly participate in the calorimeter calibration with new data, thus getting the calorimeter ready for the Run 3 data-taking.