Testování modelů interakcí kosmického záření na urychlovači LHC

1. Testování modelů interakcí kosmického záření na urychlovači LHC Petr Nečesal, MFF UK 29. 3. 2006

2. Úvod – MC generátory • MC generátory – velmi užitečný nástroj • Extrapolace dat urychlovačů do velmi vysokých energií ~ 1020 eV (CR). • Spršky – nejdůležitější hadronové interakce • Interakce proton-jádro, jádro-jádro • QGP • perturbativní x neperturbativní procesy • PYTHIA, QGSJET, QGSJET-II, HIJING • LHC – potenciál využití Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

3. Spektrum kosmického záření Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

4. MC simulátory - přehled • Velké požadavky – detail o interakci • Teoretické základy i fenomenologické parametry • Jádro - jádro generátory x hadron – hadron • Nepřesnosti – aproximativní modely, nepřesná vstupní data, extrapolace dynamiky! • zvětšují se s energií a velikostí spršky • Rozdělení – různá kritéria • reakční mechanismus (fáze interakce) • kinematika (hard x soft) Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

5. Rozdělení podle reak. mechanismu 1 Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

6. Rozdělení podle reak. mechanismu 2 • Čisté hadronové modely • jednoduchá superpozice hadron-hadron srážek • Glauber-Gribov geometrie, selhávají • LUCIFER, LEXUS • Partonové kaskádní modely • Kvarky, gluony, mikroskopický přístup • Boltzmannova rovnice pro partony Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

7. Rozdělení podle reak. mechanismu 3 • Partonové kaskádní modely (pokračování) • AMPT, GROMIT, VNI, VNI/BMS • Stringové modely • Hard x soft interakce • hard: pQCD, velké předané momenty • Popisují srážku jako výměnu barvy a hybnosti mezi partony => string, flux tubes. • RQMD, UrQMD, HSD, HIJING, LUCIAE, DPMJET, NEXUS, LUCIAE, VENUS, FRITIOF, Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

8. Rozdělení podle reak. mechanismu 3 • Stringové modely(pokračování) • Gribov-Regge Theory (GRT) – výměna Pomeronů • struny → fragmentační proces , Lund model JETSET, AMOR, Feynman-Field model • vysoké energie, velikosti jader, centralita → nezávislé stringové modely nestačí • shadowing effect Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

9. Rozdělení podle reak. mechanismu 3 • Termodynamické a statistické modely • Lokální termodynamická rovnováha je dosažena na partonové úrovni • Hadronové transportní modely • Řeší Boltzmannovu rovnici pro hadrony v poslední fázi srážky po hadronizaci. • AMPT, RQMD, UrQMD, HSD, ART Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

10. Rozdělení podle kinematiky • Hard • PYTHIA, ISAJET, HIJING, HERWIG, COJETS/WIZJET, EUROJET • pQCD, p0=1-2 GeV • Soft • DPM (DPMJET), QGSM, FRITIOF, SFM, RQMD, UrQMD, VENUS, NEXUS, LUCIAE • soft/semihard interakce Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

11. Testované modely 1 • HIJING • pQCD, studium jetů, proton – proton, proton – jádro, jádro-jádro srážky • produkce minijetů, soft interakce, nuclear shadowing PDF, jetové interakce v hustém prostředí, jet quenching • rutiny PYTHIE pro hard scattering, mnohonásobnou produkci minijetů, JETSET pro fragmentaci • hijing1.383.f hipyset1.35.f Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

12. Testované modely 2 • PYTHIA • pQCD pt0 = 2 GeV, etalon v částicové fyzice • JETSET rutiny • verze 6.221 v prostředí ROOT verse 4.00/93 • QGSJET • odvozeno od QGS modelů s minijety • soft a semihard modely (popisovány jako výměna semihard Pomeronů) • součástí CORSIKY (6.2040) • corsika_compilefile.f, qgsjet01c.f, decays_3.00.f • 20 typů částic Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

13. Testované modely 3 Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

14. Testované modely 4 • QGSJET-II • odvozen od QGSJET, navíc nelineární partonové efekty, ke kterým dochází při vysokých energií • multi-Pomeron interakce Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

15. Testování generátorů – Tevatronová energie Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

16. Tevatronová energie Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

17. Tevatronová energie Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

18. Tevatronová energie Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

19. Tevatronová energie Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

20. Tevatronová energie Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

21. LHC energie, p+p Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

22. LHC energie, p+p Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

23. LHC energie, p+p Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

24. LHC energie, p+p Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

25. LHC energie, p+p Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

26. LHC energie, p+N Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

27. LHC energie, p+N Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

28. LHC energie, p+N Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

29. LHC energie, p+N Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

30. LHC energie, p+Fe Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

31. LHC energie, p+Fe Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

32. LHC energie, p+Fe Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

33. LHC energie, p+Fe Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

34. LHC energie, p+Fe Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

35. ATLAS Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

36. ATLAS – popis 1 • Inner Tracker System (SC detectors, TRT) • Elektromagnetický kalorimetr (LAr) • barrel • end-cap Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

37. ATLAS – popis 2 • Hadronový kalorimetr (TILECAL, LAr) • Mionový detektor Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

38. Rozdíly viditelné v ALTAS Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

39. Rozdíly viditelné v ALTAS Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal

40. Závěr • 1) Hledání rozdílů mezi generátory v podmínkách LHC • QGSJET-II ve stadiu ladění • Rozdíly v produkci vůní • Rozdíly ve velmi dopředných oblastech • ALFA detektor Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal