Projekt nr 2015/19/D/ST2/01600

Badanie mechanizmów produkcji cząstek przy użyciu korelacji kątowych w eksperymencie ALICE na LHC

Kierownik projektu: Janik Małgorzata

Wartość projektu: 283 400 PLN

Źródło finansowania: Projekty finansowane przez NCN - SONATA

Czas realizacji: 09.06.2016 - 08.12.2019

Wielki Zderzacz Hadronów

Wielki Zderzacz Hadronów (ang. Large Hadron Collider, LHC) jest jednym z największych projektów naukowych realizowanych obecnie na świecie. LHC najbardziej znane jest z odkryć dokonanych przez dwa duże eksperymenty ATLAS oraz CMS, które znalazły i tym samym potwierdziły istnienie słynnego bozonu Higgsa, brakującego ogniwa Modelu Standardowego Cząstek Elementarnych. Odkrycie to doprowadziło do przyznania dwóm fizykom, którzy jeszcze w latach 60 ubiegłego wieku zapostulowali istnienie tej cząstki: belgowi François Englertowi oraz brytyjczykowi Peterowi Higgsowi, Nagrody Nobla z dziedziny fizyki w 2013 roku.

ALICE

Oprócz wspomnianych dwóch dużych detektorów ATLAS i CMS, na LHC znajdują się również inne eksperymenty. Trzecim pod względem wielkości eksperymentem badawczym jest ALICE (ang. A Large Ion Collider Experiment), którego członkiem jest grupa z Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej. Eksperyment ten dedykowany jest w szczególności zderzeniom ciężkich jonów, w wyniku których powstaje plazma kwarkowo­gluonowa ­ stan materii podobny do tego, jaki istniał ułamki sekundy po Wielkim Wybuchu. Niemniej jednak, oprócz zderzeń Pb­Pb, ALICE bada również zderzenia elementarne proton­proton, wykorzystując unikalne zdolności eksperymentu do identyfikacji cząstek.

Cel projektu

Celem przedmiotowego projektu jest badanie fundamentalnych procesów zachodzących podczas produkcji cząstek w zderzeniu przy użyciu tzw. korelacji kątowych ­ korelacji występujących pomiędzy cząstkami w przestrzeni względnej pseudopospieszności (∆η) oraz kąta azymutalnego (∆φ). Przeprowadzając badania wstępne wnioskodawcy odkryli zaskakującą anty­korelację między parami protonów, która nie jest odwzorowywana przez modele teoretyczne, a więc nie jest wyjaśniona w obecnym stanie wiedzy. Badanie tej anty­korelacji pozwoli na analizę najbardziej podstawowych mechanizmów związanych z produkcją barionów w wysokoenergetycznych zderzeniach cząstek.

Znaczenie projektu

Zrealizowany projekt pozwoli na poszerzenie wiedzy dotyczącej fizyki zderzeń cząstek elementarnych przy najwyższych dostępnych energiach. Dokładne zrozumienie zjawisk leżących u podłoża zderzeń protonów jest kluczowe dla poprawnej interpretacji wyników badań prowadzonych przez wiele międzynarodowych grup oraz udoskonalenia przewidywań teoretycznych.