Experiment ATLAS

28. sep. 2018 • Fyzikálne vedy

Experiment ATLAS

Zabezpečenie on-line kalibrácie ATLAS kalorimetrie, t. j. systému subdetektorov označovaných ako kalorimetre, je základnou úlohou projektu Experiment ATLAS na LHC vCERN-e: hlboko-nepružné javy a nová fyzika pri TeV energiách (ATLAS experiment on LHC in CERN: deep-inelastic events and new physics at TeV energies). Ide predovšetkým o zabezpečenie hadrónového end-cap kalorimetra a fyzikálnu analýzu dileptónového kanálu s produkciou páru top a anti-top kvarku. Zodpovedným riešiteľom je doc. RNDr. Dušan Bruncko CSc. z Ústavu experimentálnej fyziky SAV. Projekt sa začal v roku 2016 a končí sa 31. 12. 2020.

„Úvodom by sme radi zdôraznili, čo je to experiment ATLAS a čo to znamená byt’ jeho členom: Experiment ATLAS naštartoval vznikom tzv. Letter of Intent for a General-Purpose pp Experiment at the Large Hadron Collider vCERN-e 1. októbra 1992. V danom dokumente sa nachádza aj zoznam pracovísk (a riešiteľov) aj zo Slovenska. Tento dokument vyjadroval de facto len želanie zainteresovaných pracovať pod hlavičkou ATLAS na fyzike pp nepružných zrážkach. Pri technickom návrhu experimentu počet účastníkov značne poklesol, viď ATLAS Technical Proposal, ich konečný počet je v dokumente Memorandum of Understanding for Maintenance and Operation of the Detector,“ uvádzajú realizátori projektu.

Z daného dokumentu plynie, že k zakladajúcim členom experimentu ATLAS patrí okrem kolektívu košickej ATLAS skupiny aj s kolektív z Fakulty matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského v Bratislave. „V experimente vystupujeme pod hlavičkou Slovak cluster a od podpisu MoU v kolaborácii ATLAS vystupujeme ako jeden právny subjekt. Daná spolupráca je ukážkou veľmi dobre fungujúcej spolupráce medzi pracoviskom SAV a Komenského univerzitou. Radi by sme zdôraznili, že účasť v experimente ATLAS predstavovala nielen pre nás, ale aj pre každého jeho účastníka nemalé úsilie – napr. viď obr. 1, demonštrujúci našu účasť na naberaní dát v kontrolnej miestnosti ATLAS detektora. Experiment ATLAS, reprezentovaný detektorom rovnakého mena, je jeden z ôsmich experimentov realizovaných na najväčšom urýchľovači protibežných zväzkov protónov, dnes pri energii 13 TeV, na Large Hadron Collider (LHC), ktorý je umiestnený na území Francúzska a Švajčiarska v CERN-e (European Laboratory for Particle Physics).“

Obr. 1: Pohľad do riadiaceho centra experimentu ATLAS

Realizátori projektu prispeli k bezchybnému chodu detektorov, pracujúcich na báze kvapalného argónu, v skratke ATLAS Obr. 2: Čip predstavujúci dva úplné 12 bitové ADC prevodníky v 130 nm vyrobené na báze technológie IBMkalorimetrie, a to jednak vypracovaním, testovaním a realizáciou elektronickej (on-line) kalibrácie HEC detektora, ktorá sa stala súčasťou celej ATLAS kalorimetrie. Nemalú časť svojej kapacity venovali aj fyzikálnej kalibrácii, konkrétne lokálnej hadrónovej kalibrácii, ktorá je dnes hlavným metodickým prostriedkom napr. na určenie počtu a kvality jetov v ATLAS kalorimetrii. „Tento príspevok patrí ku kľúčovým, bez neho by de facto nebola možná žiadna fyzikálna analýza dát. Prispeli sme aj k analýze dnes použitého hardvéru pre podmienky s vysokou svietivosťou (hustotou toku urýchľovaných protónov) urýchľovača LHC, dnes označovaného skratkou superLHC (sLHC), kde sme testovali a analyzovali read-out elektroniku v podmienkach vysokej svietivosti a vysokej radiačnej záťaže – vid’ obr. 2.“

„V tejto súvislosti by sme chceli podtrhnúť náš vklad do vývoja chladnej elektroniky, schopnej pracovať v podmienkach kvapalného argónu, a ktorá bola vôbec po prvýkrát v praxi použitá práve pre HEC detektor. Dnes sme v testovacom štádiu ADC prevodníka schopnom pracovať v podmienkach sLHC. Ide o unikátne elektronické zariadenie, a to z celosvetového hľadiska,“
tvrdí realizačný tím. Z pohľadu na fyzikálnu analýzu sa skoncentrovali na štúdium vlastností dileptónového kanála – konkrétne na analýzu vlastností nábojovej asymetrie produkcie páru top anti-top, na analýzu učenia hmotnosti top kvarku a dnes na analýzu spinových vlastností tohto systému.

„Vedecky prínos je vskutku široký. Je to dané viacerými faktami, napr. vďaka tomu, že detektor ATLAS je najväčší detektor dedikovaný výskumu vlastností elementárnych častíc a jadier na svete, je to mnohoúčelové zariadenie, a teda aj fyzika realizovaná pomocou neho je všestranná. Dosiaľ najdôležitejším výsledkom je objav existencie Higgsovho bozónu s vlastnosťami, ktoré sú v súlade so Štandardným modelom. Sem patrí ale aj fyzika zrážok ťažkých iónov olova s olovom a protónom, ktoré napr. viedli v prípadoch, kde sme očakávali produkciu dvoj jetov, k prvému pozorovaniu potlačenia jedného z nich , alebo rovnako, po prvýkrát, pozorovanému rozptylu fotónu na fotóne, proces, ktorý dlhé roky predpovedala teória, no doposiaľ sme nemali možnosť tento proces pozorovať v praxi,“
konštatovali odborníci.

 

Odborný garant textu a fotografie poskytol: doc. RNDr. Dušan Bruncko, CSc. z Ústavu experimentálnej fyziky SAV

Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR

Uverejnila: VČ

Súvisiace:

Články
Hore
kúpa časopisov jún 2016
Atmosféra počas TVT 2017
Publikácie Veda v CENTRE
Aurelium - centrum vedy
CVTI SR 80. výročie
QUARK
Prechod VK na VND - jeseň
TVT 2018
TVT 2017 články
TAG Mládež
TAG QUARK
TAG Ženy vo vede
TAG Spektrum vedy
TAG Slovenská veda
TAG História
TAG Rozhovor
TAG Publikácia
TAG Zaujímavosti vo vede
TAG Centrum vedy
banner záhrady
Zaujímavosti vo vede
Myšlienka zostrojiť zdroj koncentrovanej energie je stará už niekoľko tisíc rokov.
Zistite viac