Project no. 2015/19/D/ST2/01600
Badanie mechanizmów produkcji cząstek przy użyciu korelacji kątowych w eksperymencie ALICE na LHC
Project leader: Janik Małgorzata
Project value: 283 400 PLN
Grant source: Projekty finansowane przez NCN - SONATA
Lead time: 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.