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

Prezentace na téma: "Testování modelů interakcí kosmického záření na urychlovači LHC Petr Nečesal, MFF UK 29. 3. 2006."— Transkript prezentace:

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

2 29. 3. 2006, MFF UK 2Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal Úvod – MC generátory MC generátory – velmi užitečný nástroj MC generátory – velmi užitečný nástroj Extrapolace dat urychlovačů do velmi vysokých energií ~ 10 20 eV (CR). Extrapolace dat urychlovačů do velmi vysokých energií ~ 10 20 eV (CR). Spršky – nejdůležitější hadronové interakce Spršky – nejdůležitější hadronové interakce Interakce proton-jádro, jádro-jádro Interakce proton-jádro, jádro-jádro QGP QGP perturbativní x neperturbativní procesy perturbativní x neperturbativní procesy PYTHIA, QGSJET, QGSJET-II, HIJING PYTHIA, QGSJET, QGSJET-II, HIJING LHC – potenciál využití LHC – potenciál využití

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

4 29. 3. 2006, MFF UK 4Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal MC simulátory - přehled Velké požadavky – detail o interakci Velké požadavky – detail o interakci Teoretické základy i fenomenologické parametry Teoretické základy i fenomenologické parametry Jádro - jádro generátory x hadron – hadron Jádro - jádro generátory x hadron – hadron Nepřesnosti – aproximativní modely, nepřesná vstupní data, extrapolace dynamiky! Nepřesnosti – aproximativní modely, nepřesná vstupní data, extrapolace dynamiky! zvětšují se s energií a velikostí spršky zvětšují se s energií a velikostí spršky Rozdělení – různá kritéria Rozdělení – různá kritéria reakční mechanismus (fáze interakce) reakční mechanismus (fáze interakce) kinematika (hard x soft) kinematika (hard x soft)

5 29. 3. 2006, MFF UK 5Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal Rozdělení podle reak. mechanismu 1

6 29. 3. 2006, MFF UK 6Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal Rozdělení podle reak. mechanismu 2 Čisté hadronové modely Čisté hadronové modely jednoduchá superpozice hadron-hadron srážek jednoduchá superpozice hadron-hadron srážek Glauber-Gribov geometrie, selhávají Glauber-Gribov geometrie, selhávají LUCIFER, LEXUS LUCIFER, LEXUS Partonové kaskádní modely Partonové kaskádní modely Kvarky, gluony, mikroskopický přístup Kvarky, gluony, mikroskopický přístup Boltzmannova rovnice pro partony Boltzmannova rovnice pro partony

7 29. 3. 2006, MFF UK 7Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal Rozdělení podle reak. mechanismu 3 Partonové kaskádní modely (pokračování) Partonové kaskádní modely (pokračování) AMPT, GROMIT, VNI, VNI/BMS AMPT, GROMIT, VNI, VNI/BMS Stringové modely Stringové modely Hard x soft interakce Hard x soft interakce hard: pQCD, velké předané momenty hard: pQCD, velké předané momenty Popisují srážku jako výměnu barvy a hybnosti mezi partony => string, flux tubes. Popisují srážku jako výměnu barvy a hybnosti mezi partony => string, flux tubes. RQMD, UrQMD, HSD, HIJING, LUCIAE, DPMJET, NEXUS, LUCIAE, VENUS, FRITIOF, RQMD, UrQMD, HSD, HIJING, LUCIAE, DPMJET, NEXUS, LUCIAE, VENUS, FRITIOF,

8 29. 3. 2006, MFF UK 8Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal Rozdělení podle reak. mechanismu 3 Stringové modely (pokračování) Stringové modely (pokračování) Gribov-Regge Theory (GRT) – výměna Pomeronů Gribov-Regge Theory (GRT) – výměna Pomeronů struny → fragmentační proces, Lund model JETSET, AMOR, Feynman-Field model struny → fragmentační proces, Lund model JETSET, AMOR, Feynman-Field model vysoké energie, velikosti jader, centralita → nezávislé stringové modely nestačí vysoké energie, velikosti jader, centralita → nezávislé stringové modely nestačí shadowing effect shadowing effect

9 29. 3. 2006, MFF UK 9Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal Rozdělení podle reak. mechanismu 3 Termodynamické a statistické modely Termodynamické a statistické modely Lokální termodynamická rovnováha je dosažena na partonové úrovni Lokální termodynamická rovnováha je dosažena na partonové úrovni Hadronové transportní modely Hadronové transportní modely Řeší Boltzmannovu rovnici pro hadrony v poslední fázi srážky po hadronizaci. Řeší Boltzmannovu rovnici pro hadrony v poslední fázi srážky po hadronizaci. AMPT, RQMD, UrQMD, HSD, ART AMPT, RQMD, UrQMD, HSD, ART

10 29. 3. 2006, MFF UK 10Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal Rozdělení podle kinematiky Hard Hard PYTHIA, ISAJET, HIJING, HERWIG, COJETS/WIZJET, EUROJET PYTHIA, ISAJET, HIJING, HERWIG, COJETS/WIZJET, EUROJET pQCD, p 0 =1-2 GeV pQCD, p 0 =1-2 GeV Soft Soft DPM (DPMJET), QGSM, FRITIOF, SFM, RQMD, UrQMD, VENUS, NEXUS, LUCIAE DPM (DPMJET), QGSM, FRITIOF, SFM, RQMD, UrQMD, VENUS, NEXUS, LUCIAE soft/semihard interakce soft/semihard interakce

11 29. 3. 2006, MFF UK 11Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal Testované modely 1 HIJING HIJING pQCD, studium jetů, proton – proton, proton – jádro, jádro-jádro srážky pQCD, studium jetů, proton – proton, proton – jádro, jádro-jádro srážky produkce minijetů, soft interakce, nuclear shadowing PDF, jetové interakce v hustém prostředí, jet quenching 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 rutiny PYTHIE pro hard scattering, mnohonásobnou produkci minijetů, JETSET pro fragmentaci hijing1.383.f hipyset1.35.f hijing1.383.f hipyset1.35.f

12 29. 3. 2006, MFF UK 12Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal Testované modely 2 PYTHIA PYTHIA pQCD p t0 = 2 GeV, etalon v částicové fyzice pQCD p t0 = 2 GeV, etalon v částicové fyzice JETSET rutiny JETSET rutiny verze 6.221 v prostředí ROOT verse 4.00/93 verze 6.221 v prostředí ROOT verse 4.00/93 QGSJET QGSJET odvozeno od QGS modelů s minijety odvozeno od QGS modelů s minijety soft a semihard modely (popisovány jako výměna semihard Pomeronů) soft a semihard modely (popisovány jako výměna semihard Pomeronů) součástí CORSIKY (6.2040) součástí CORSIKY (6.2040) corsika_compilefile.f, qgsjet01c.f, decays_3.00.f corsika_compilefile.f, qgsjet01c.f, decays_3.00.f 20 typů částic 20 typů částic

13 29. 3. 2006, MFF UK 13Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal Testované modely 3

14 29. 3. 2006, MFF UK 14Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal Testované modely 4 QGSJET-II QGSJET-II odvozen od QGSJET, navíc nelineární partonové efekty, ke kterým dochází při vysokých energií odvozen od QGSJET, navíc nelineární partonové efekty, ke kterým dochází při vysokých energií multi-Pomeron interakce multi-Pomeron interakce

15 29. 3. 2006, MFF UK 15Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal Testování generátorů – Tevatronová energie

16 29. 3. 2006, MFF UK 16Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal Tevatronová energie

17 29. 3. 2006, MFF UK 17Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal Tevatronová energie

18 29. 3. 2006, MFF UK 18Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal Tevatronová energie

19 29. 3. 2006, MFF UK 19Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal Tevatronová energie

20 29. 3. 2006, MFF UK 20Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal Tevatronová energie

21 29. 3. 2006, MFF UK 21Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal LHC energie, p+p

22 29. 3. 2006, MFF UK 22Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal LHC energie, p+p

23 29. 3. 2006, MFF UK 23Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal LHC energie, p+p

24 29. 3. 2006, MFF UK 24Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal LHC energie, p+p

25 29. 3. 2006, MFF UK 25Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal LHC energie, p+p

26 29. 3. 2006, MFF UK 26Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal LHC energie, p+N

27 29. 3. 2006, MFF UK 27Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal LHC energie, p+N

28 29. 3. 2006, MFF UK 28Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal LHC energie, p+N

29 29. 3. 2006, MFF UK 29Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal LHC energie, p+N

30 29. 3. 2006, MFF UK 30Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal LHC energie, p+Fe

31 29. 3. 2006, MFF UK 31Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal LHC energie, p+Fe

32 29. 3. 2006, MFF UK 32Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal LHC energie, p+Fe

33 29. 3. 2006, MFF UK 33Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal LHC energie, p+Fe

34 29. 3. 2006, MFF UK 34Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal LHC energie, p+Fe

35 29. 3. 2006, MFF UK 35Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal ATLAS

36 29. 3. 2006, MFF UK 36Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal ATLAS – popis 1 Inner Tracker System (SC detectors, TRT) Inner Tracker System (SC detectors, TRT) Elektromagnetický kalorimetr (LAr) Elektromagnetický kalorimetr (LAr) barrel barrel end-cap end-cap

37 29. 3. 2006, MFF UK 37Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal ATLAS – popis 2 Hadronový kalorimetr (TILECAL, LAr) Hadronový kalorimetr (TILECAL, LAr) Mionový detektor Mionový detektor

38 29. 3. 2006, MFF UK 38Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal Rozdíly viditelné v ALTAS

39 29. 3. 2006, MFF UK 39Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal Rozdíly viditelné v ALTAS

40 29. 3. 2006, MFF UK 40Testování modelů interakcí kosmického záření na ur. LHC, Petr Nečesal Závěr 1) Hledání rozdílů mezi generátory v podmínkách LHC 1) Hledání rozdílů mezi generátory v podmínkách LHC QGSJET-II ve stadiu ladění QGSJET-II ve stadiu ladění Rozdíly v produkci vůní Rozdíly v produkci vůní Rozdíly ve velmi dopředných oblastech Rozdíly ve velmi dopředných oblastech ALFA detektor ALFA detektor