MAGYAROK A CERN-BEN AZ LHC-KÍSÉRLETEKNÉL – 1. RÉSZ: A CMS-CSOPORT, SZUPERSZIMMETRIA

Miközben a nyalábok beállítása zajlik az LHC-ben (március 12-én mindkét nyalábnál újra elérték az 1,18 TeV-et), megkezdjük a CERN-ben dolgozó magyar csoportok bemutatását.

A CERN nagy hadronütköztetőjének (Large Hadron Collider, LHC) kísérletei közül háromnál dolgozik magyar csoport:

1) A nehézion-ütközésekre szakosodott ALICE (A Large Ion Collider Experiment) kísérletben Lévai Péter (RMKI) vezetésével.

2) Az általános célú CMS (Compact Muon Solenoid) kísérletben Vesztergombi György (RMKI) vezetésével.

3) A TOTEM (Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC) kísérletben Csörgő Tamás (RMKI) vezetésével.

A három kísérletben magyar részről az ATOMKI, a Debreceni Egyetem Kísérleti Fizikai Tanszéke, az Eötvös Loránd Tudományegyetem Atomfizikai Tanszéke és az RMKI kutatói vesznek részt.

A MAGYAR CMS-CSOPORT

A magyar CMS-csoport alapvető kutatási céljai:

A kvantumszín-dinamika (QCD) ellenőrzése

Szuperszimmetria keresése

Extra dimenziók, fekete lyukak keresése

A magyar CMS-csoport hozzájárulása a kísérlet megépítéséhez:

Very Forward kaloriméter megépítése

Müonkamrák pozicionáló rendszerének fejlesztése és felszerelése

Pixel detektor kalibrációja és üzemeltetése

A magyar CMS-csoport kutatásairól részletesebben

Szuperszimmetria keresése (Veszprémi Viktor, MTA ATOMKI; Kapusi Anita, DE Kísérleti Fizikai Intézet; Aranyi Attila, Horváth Dezső, MTA KFKI RMKI; az alábbi szöveget írta: Horváth Dezső)

A magyar CMS-csoport a bécsi Nagyenergiájú Fizikai Intézettel együttműködésben a szuperszimmetrikus részecskék keresésébe kapcsolódott be, és első lépésként a top kvark SUSY-partnerének (sztop) keresésére dolgozott ki algoritmust.

Horváth Dezső

A Standard Modell – bár valamennyi ismert kísérleti adatot kiválóan, a mérési és számítási bizonytalanságon belül visszaadja – számos elméleti problémával küszködik. Nem tudjuk például, mi okozta az Ősrobbanást követően az anyag túlsúlyát az antianyaggal szemben, hiszen nem látunk antianyag-galaxisokat. Nem tudjuk, miért van éppen három családja az elemi részecskéknek, és mi okozza a gyenge kölcsönhatás szimmetriasértéseit. Nem tudjuk, továbbá, mi alkotja a Világegyetem anyagának 80%-át kitevő hideg, sötét anyagot, amelyet csak gravitációs hatásán keresztül érzékelünk.

Az összes problémát megoldaná, ha a világunk elemi részecskéi különböző perdületű, egymással csak igen gyengén kölcsönható párokban léteznének. Ez az úgy nevezett szuperszimmetria (SUSY) nyilvánvalóan sérült, hiszen nem látunk ilyen részecskéket, ugyanakkor az LHC egyik fő feladata ezt ellenőrizni.

A Standard Modellnek számos szuperszimmetriát feltételező kiterjesztése ismeretes, ezek részben a SUSY szimmetriasértési mechanizmusában, részben a modellparaméterek étékeiben különböznek. A CMS-kísérlet kiválasztott néhány jellegzetes pontot, és azok ellenőrzésére dolgoz ki keresési algoritmusokat. A magyar csoport a legkönnyebb szuperszimmetrikus kvark-partner, a skalár top kvark keresésére dolgozott ki eljárást, és csatlakozott a CMS SUSY-csoportjához.

Más modellek a problémákat más módon igyekeznek megoldani. Ezek közé tartoznak a magasabb dimenziókat feltételezők is. Az egyik ilyen modell LHC-energiákon forgó, mikroszkopikus fekete lyukak keletkezését jósolja, amelyek Hawking-sugárzással a detektoron belül közönséges részecskékké bomlanak.

Munkánk során szimuláljuk a keletkező részecskék azonosítását segítő jeleket. A Standard Modellen túli jelenségeket transzverzális impulzus (többlet vagy hiány), szögeloszlás, részecskeszám szerint különböztetjük meg a Standard Modell szerinti háttértől. Az extradimenziós modellek például nagyobb transzverzális impulzusú részecskéket adnak, mint a szuperszimmetrikus jelenségek. Jelenleg a programok implementálásán dolgozunk a CMS adatértékelő rendszerében.

Következik: Extra dimenziók, fekete lyukak keresése

Advertisements

3 Responses to MAGYAROK A CERN-BEN AZ LHC-KÍSÉRLETEKNÉL – 1. RÉSZ: A CMS-CSOPORT, SZUPERSZIMMETRIA

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: