Temat: Wpływ napromieniowania na wydajność detektora ZDC w eksperymencie ATLAS
(Effects of accumulated radiation on performance of the Zero Degree Calorimeter in the ATLAS experiment)

Opiekun: dr hab. Krzysztof Woźniak, tel.: 12 662 84 30
e-mail: Krzysztof.Wozniak@ifj.edu.pl


Opis:

1. Eksperyment ATLAS przy Wielkim Zderzaczu Hadronów (Large Hadron Collider - LHC) w CERN bada zderzenia protonów i ciężkich jonów przy najwyższych dostępnych w laboratorium energiach. Jego głównym zadaniem jest poszukiwanie nowych cząstek, w tym bozonu Higgsa postulowanego w Modelu Standardowym. Do wyboru rejestrowanych przypadków zachodzących w akceleratorze zderzeń służy układ wyzwalania (ang. trigger).

Kalorymetr do pomiarów pod zerowym kątem (ang. Zero Degree Calorimeter - ZDC) jest podstawowym detektorem układu wyzwalania przy pomiarach zderzeń ciężkich jąder. Rejestruje on neutrony, które nie oddziaływały podczas zderzenia i kontynuowały lot w pierwotnym kierunku wiązki. Cząstki naładowane są wcześniej odchylane przez magnesy LHC. Podczas pomiarów dokonywanych w 2013 r. stwierdzono wyraźne osłabienie rejestrowanych sygnałów, co przypuszczalnie wiąże się ze skumulowanym napromieniowaniem detektora. Celem pracy jest analiza zebranych danych eksperymentalnych i powiązanie wielkości otrzymywanego sygnału ze skumulowaną świetlnością - użytą jako miara dawki radiacyjnej.

2. W ramach pracy analizowane będą dane eksperymentu ATLAS dotyczące sygnałów z detektora ZDC. Kolejnymi etapami będzie:

  • skopiowanie wybranych danych i wyselekcjonowanie z nich interesujących informacji
  • zbadanie parametrów sygnałów z detektora ZDC
  • określenie sumarycznej świetlności w funkcji czasu dla poszczególnych próbek danych
  • przeanalizowanie zależności wydajności detektora od jego wcześniejszego napromieniowania

Informacja o zarejestrowanych danych oraz o świetlności dostępna jest poprzez strony internetowe eksperymentu ATLAS. Dane eksperymentalne można analizować w systemie Grid lub po skopiowaniu i wyselekcjonowaniu na komputerze lokalnym. Do ich odczytu i analizy wykorzystywany jest program ROOT poprzez użycie istniejących/modyfikowanych makr w języku C++.

3. Magistrant zapozna się z działaniem detektora ATLAS i pozna bardziej szczegółowo zasady działania jego układu wyzwalania. Będzie miał okazję do pracy z wykorzystaniem światowej sieci komputerowej Grid. Swoje wyniki będzie mógł przedstawić w eksperymencie ATLAS na zebraniach grupy zajmującej się detektorem ZDC oraz analizą zderzeń ciężkich jonów.

4. Praca będzie wykonywana w ramach eksperymentu ATLAS w CERN przy ścisłej współpracy z grupą odpowiedzialna za detektor ZDC.

5. Analiza wpływu skumulowanego napromieniowania na działanie detektora ZDC będzie ważna dla projektowania kolejnej wersji tego detektora, która będzie potrzebna w 2015 r. po zakończeniu modernizacji LHC.