CMS

Fizyka cząstek - eksperyment CMS

 Warsaw HEP

Proponowane tematy III pracowni

1) Badanie efektywności wyższych stopni trygera CMS na standardowego higgsa.

2) Badanie efektywności wyższych stopni trygera CMS na supersymetrycznego higgsa.

3) Badanie efektywności wyższych stopni trygera CMS na skwarki i gluony.

4) Badanie algorytmów wysokopędowego trygera mionowego CMS.

Proponowane tematy seminariów studenckich

1) Poszukiwanie cząstek Higgsa w LHC

J.Królikowski

2) Inteligencja rozproszona systemów wyzwalania na przykładzie CMS

G.Wrochna

3) Komory dryfowe CMS jako detektory czasu przelotu dla ciężkich cząstek supersymetrycznych

P.Zalewski, M.Kazana

4) Fizyka B i łamanie CP w CMS@LHC

M.Konecki, J.Królikowski
 

5a) Kto i jak odkrył top? 
5b) Dlaczego Martinus J.G.Veltman i Gerardus 't Hooft dostali Nagrodę Nobla?

P.Zalewski
 

6a) Polowanie na Higgsa w LEPie.
6b) Jeżeli nie LEP to kto dopadnie Higgsa?

P.Zalewski
 

7a) Za co i kiedy przyznana zostanie następna Nagroda Nobla z fizyki cząstek elementarnych?

P.Zalewski

7b) Jak odkryć nowe wymiary?

Zobacz temat pracy magisterskiej poniżej.
G.Wrochna

8) Co można, a co trzeba zrobić w 25 ns?

Temat ten może byc rozdzielony pomiędzy dwie osoby.
G.Wrochna

Proponowane tematy prac magisterskich

1) Optymalizacja algorytmu trygera PACT poprzez symulację wybranych kanałów fizycznych

Pattern Comparator Trigger (PACT) to część systemu wyzwalania eksperymentu CMS przy akceleratorze LHC. Jego zadaniem jest rozpoznanie mionów i zgrubny pomiar ich pędu. Realizuje się to poprzez porównanie zaobserwowanych śladów cząstek z wysymulowanymi wcześniej śladami mionów o zadanych pędach. Praca polegałaby na symulacji odpowiedzi trygera na cząstki produkowane w wybranych kanałach fizycznych i odpowiedniej optymalizacji algorytmu.

J.Królikowski, G.Wrochna
 

2) Opracowanie systemu testowania procesora trygera PAC

Pattern Comparator (PAC) to najistotniejszy element wspomnianego wyżej systemu PACT. Jest to największy dotychczas zaprojektowany w Polsce układ scalony. Stopień skomplikowania uniemożliwia kompletne, systematyczne przetestowanie układu. Właściwie dla każdego zaprogramowania (które trwa dosyć długo) PAC stanowi inny układ elektroniczny który należałoby testowac inaczej. Należy sformułować strategię testów zawierającą sekwencje programowań i testów elektronicznych. Praca magisterska mogłaby obejmowac koncepcje stanowiska testowego, jego oprogramowanie (w tym dobór wektorów testowych) itp.

J.Królikowski

3) Poszukiwanie partnerów supersymetrycznych w przypadku degenarcji mas w eksperymencie CMS

Głównym zadaniem Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC) bedzie wyjaśnienie mechanizmu odpowiedzialnego za łamanie symetrii elektro-słabej.  Wiele teoretycznych scenariuszy zawiera tzw. nową fizykę rozszerzającą Model Standardowy (MS).

Jednym z najbardziej popularnych modeli rozszerzających jest tzw. supersymetria, w której każdej cząstce MS odpowiada jej superpartner różniący się jedynie spinem: każdemu bozonowi opowiada fermion  i odwrotnie fermionowi - bozon. Ta symetria pomiedzy cząstkami materii (fermionami) i nośnikami oddziaływań (bozonami) musi być złamana gdyż nie obserwujemy superpartnerów o tej samej masie co cząstki MS. Jeżeli jednak skala tego łamania nie jest zbyt wysoka to, oprócz matematycznego piękna, supersymetria oferuje rozwiązanie problemu istnienia skali elektro-słabej dzięki temu, że poprawki do masy bozonu Higgsa pochodzące od cząstek MS i ich superpartnerów wzajemnie się znoszą, co pozwala na istnienie stosunkowo lekkiego higgsa i związanej z nim skali elektro-słabej.

Taka niskoenergetyczna (masy rzędu kilkuset GeV) supersymetria jest modelem fenomenologicznym posiadającym bardzo dużo wolnych parametrów (w ogólności ponad 100). Jeżeli superymetria jest symetrią Przyrody, to mierzenie tych parametrów (masy, kąty mieszania, sprzężenia itp.) będzie głównym zadaniem doświadczalnej fizyki cząstek elementarnych przez najbliższe kilkadziesiąt lat.

Topologia przypadków supersymetrycznych zależy bardzo silnie od charakterystyki najlżejszych spośród superpartnerów. Nie jest
wykluczone, że np. różnica mas pomiędzy najlżejszym superpartnerem LSP (ang. the Lightes SuperPartner), a następnym w hierarchii mas superpartnerem jest tak mała, że czas życia tej drugiej cząstki jest wystarczający do przebycia przez nią makroskopowej drogi w detektorze.

Czy będziemy w stanie ją wykryć w detektorze CMS?

Na to pytanie odpowie proponowana praca magisterska. Będzie ona polegała na symulacji takich scenariuszy i poszukiwaniu sposobów na odróżnienie ich od tła fizyki standardowej.

K.Doroba, P.Zalewski

4) Poszukiwanie wielkowymiarowych grawitonów w eksperymencie CMS

Ekstrapolowane stałe sprzężenia odziaływań elektrosłabych, silnych i grawitacyjnych przecinają się w ok. 10^15 GeV. Rozbieżność między tą liczbą, a stałą Plancka (~10^19 GeV) próbowano wyjaśnić na gruncie teorii strun kompaktyfikacją jednego wymiaru. Okazało się przy tym, że kompaktyfikacja taka nie musi zachodzi aż w 10^15 GeV. Udało się skonstruować teorie, w których zachodzi ona już dla ok 1 TeV. Jej efekty można by obserwować w LHC w postaci produkcji par foton-grawiton. Tematem proponowanego ćwiczenia jest symulacja takich par i ocena ich obserwowalności na tle Modelu Standardowego.

G.Wrochna
 
 


GW, PZ
 Ostatnia zmiana: 13.10.2000  strona glownapoczatekpoprzednia stronanastepna strona