ATLAS to eksperyment fizyki cząstek elementarnych zbudowany przy akceleratorze LHC. LHC to Wielki Zderzacz Hadronów (ang. Large Hadron Collider) znajdujący się w laboratorium CERN pod Genewą. Celem eksperymentu ATLAS jest poszukiwanie nowych zjawisk fizycznych z zderzeniach proton-proton o skrajnie wysokich energiach. Przy tak dużych energiach oczekuje się, że detektor ATLAS będzie w stanie odpowiedzieć na szereg interesujących pytań o fundamentalnym znaczeniu dla zrozumienia naszego Wszechświata. A mianowicie: Co jest źródłem masy cząstek? Czy przestrzeń posiada dodatkowe wymiary? Czy istnieją miniaturowe czarne dziury? Jakie jest przeznaczenie Wszechświata?
W eksperymencie ATLAS również będą badane oddziaływania jądro-jądro przy energiach zderzeń osiąganych w akceleratorze LHC. Celem tych badań jest zrozumienie praw fizyki materii o bardzo dużej gęstości energii. Oczekuje się, że w zderzeniach ciężkich jonów o bardzo dużych energiach jest wytwarzana nowa faza materii, tzw. plazma kwarkowo gluonowa (Quark Gluon Plasma, QGP). Własności tej niezwykłej materii, składającej się z niezwiązanych kwarków, antykwarków i gluonów będą badane w eksperymencie ATLAS i w innych eksperymentach przy LHC. Pozwoli to na lepsze zrozumienie takich zjawisk jak uwięzienie kwarków, czy też spontaniczne łamanie symetrii chiralnej.
Nasz zakład był aktywnie zaangażowany w eksperymencie ATLAS od samego początku. Prace wykonywane w naszym zakładzie dotyczą następujących zagadnień (więcej szczegółów jest w sekcjach Historia i Działalność):
-
System zasilania, monitorowania i kontroli detektora SCT (ang. SemiConductor Tracker) i detektora TRT (Transition Radiation Tracker)
- System wyzwalania i naboru danych doświadczalnych (T/DAQ)
- Testowanie modułów detektora SCT
- Budowa struktury nośnej i układu chłodzenia
- Pomiar świetlności akceleratora LHC
Znaczna część prac prowadzonych w naszym zakładzie dotyczy badania możliwości pomiaru i identyfikacji leptonów tau w detektorze ATLAS. Pomiar leptonu tau jest ważnym źródłem sygnałów od nowych zjawisk fizycznych oczekiwanych w oddziaływaniach proton-proton przy energiach LHC (Higgs, SUSY, cząstki egzotyczne).
Fizycy z naszego zakładu są również zaangażowani w badanie zderzeń jądrowych (np. Pb+Pb) w detektorze ATLAS. Udział krakowskiej grupy dotyczy wyznaczania globalnych charakterystyk przypadków, takich jak krotność cząstek naładowanych i ich rozkład kątowy, pomiar energii poprzecznej, czy też efektów kolektywnych w produkcji cząstek. Określenie globalnych charakterystyk jest bardzo ważne, gdyż dostarcza informacji o dynamice procesu zderzenia. Badanie zderzeń jądrowych w eksperymencie ATLAS jest naturalną kontynuacją badań w eksperymencie PHOBOS przy akceleratorze RHIC (ang. Relativistic Heavy Ion Collider), w którym pracownicy naszego zakładu również biorą udział.
Eksperyment ATLAS będzie dostarczał olbrzymiej ilości danych doświadczalnych. Tak duża ilość danych może być przeanalizowana tylko za pomocą rozproszonych mocy obliczeniowych, zarządzanych np. systemem Grid. Procownicy naszego zakładu we współpracy z Akademickim Ośrodkiem Obliczeniowym CYFRONET AGH są zaangażowani w działalność na rzecz systemu Grid. W szczególności, są prowadzone prace na konfiguracją i koordynacja zadań polskiego Tier 2 i nadrzędnego Tier 1 w Karlsruhe, Niemcy. Również jesteśmy odpowiedzialni z konfiguracje i administrowanie klastra komputerów Tier3 w IFJ PAN (rysunek obok).