új eredményeink Veres Gábor, PhD adjunktus, ELTE, Atomfizikai Tanszék

Hasonló dokumentumok
Z bozonok az LHC nehézion programjában

Töltött részecske multiplicitás analízise 14 TeV-es p+p ütközésekben

Indul az LHC: a kísérletek

Magyarok a CMS-kísérletben

Bevezetés a nehézion-fizikába (Introduction to heavy ion physics)

Hadronok, atommagok, kvarkok

Az LHC első éve és eredményei

A tau lepton felfedezése

Bevezetés a részecskefizikába

Mikrofizika egy óriási gyorsítón: a Nagy Hadron-ütköztető

JÁTSSZUNK RÉSZECSKEFIZIKÁT!

Részecskefizika kérdések

Szakmai beszámoló NKTH-OTKA H07-C Veres I. Gábor

Egzotikus részecskefizika

Részecskefizikai gyorsítók

NA61/SHINE: Az erősen kölcsönható anyag fázisdiagramja

Bevezetés a részecske fizikába

Részecske korrelációk kísérleti mérése Englert Dávid

Az LHC kísérleteinek kezdete

A Standard modellen túli Higgs-bozonok keresése

Megmérjük a láthatatlant

Siker vagy kudarc? Helyzetkép az LHC-ról

A nagy hadron-ütköztető (LHC) és kísérletei

Az LHC TOTEM kísérlete

Kozmikus sugárzás a laborban...?

CERN: a szubatomi részecskék kutatásának európai központja

A legkisebb részecskék a világ legnagyobb gyorsítójában

Új fizika keresése p-p ütközésekben a CMS-detektorral ELFT vándorgyűlés, Eger, aug. 23.

Milyen eszközökkel figyelhetők meg a világ legkisebb alkotórészei?

Elemi részecskék, kölcsönhatások. Atommag és részecskefizika 4. előadás március 2.

Nehézion ütközések az európai Szupergyorsítóban

NAGY Elemér Centre de Physique des Particules de Marseille

Axion sötét anyag. Katz Sándor. ELTE Elméleti Fizikai Tanszék

Részecskefizika és az LHC: Válasz a kérdésekre

A részecskefizika kísérleti eszközei

Bevezetés a nehéz-ion fizikába

Theory hungarian (Hungary)

Egzakt hidrodinamikai megoldások alkalmazása a nehézionfizikai fenomenológiában néhány új eredmény

Gyorsítók. Veszprémi Viktor ATOMKI, Debrecen. Supported by NKTH and OTKA (H07-C 74281) augusztus 17 Hungarian Teacher Program, CERN 1

A CERN, az LHC és a vadászat a Higgs bozon után. Genf

Vélemény Siklér Ferenc tudományos doktori disszertációjáról

Az LHC TOTEM kísérlete

Töltött Higgs-bozon keresése az OPAL kísérletben

Doktori értekezés tézisei

Bevezetés a részecskefizikába

A sötét anyag nyomában. Krasznahorkay Attila MTA Atomki, Debrecen

Bevezetés a részecskefizikába

A részecskefizika eszköztára: felfedezések és detektorok

A v n harmonikusok nehézion-ütközésekben

Határtalan neutrínók

Az LHC kísérleteinek helyzete

A nagyenergiás magfizika kísérleti módszerei

Bevezetés a részecskefizikába

Els mérések a CMS detektorral

Bevezetés a részecskefizikába

ALICE: az Univerzum ősanyaga földi laboratóriumban. CERN20, MTA Budapest, október 3.

Válasz Dr. Jancsó Gábor bírálatára

Tényleg felfedeztük a Higgs-bozont?

A Világegyetem leghidegebb pontja: az LHC

A Higgs-bozon megfigyelése az LHC-nál: műhelytitkok

Meglesz-e a Higgs-bozon az LHC-nál?

Részecskefizika: elmélet és kísérlet

Szuperszimmetrikus részecskék

Új, 125 GeV nyugalmi tömegű részecske megfigyelése

Szuperszimmetrikus részecskék keresése a CERN-ben 1

Megvan már a Higgs-részecske?

Mese a Standard Modellről 2*2 órában, 1. rész

Vastag GEM alapú trigger detektor fejlesztése az LHC ALICE kísérlethez

Egyesített funkcionális renormálási csoport egyenlet

Óriási gyorsítók és pirinyó részecskék: az LHC indulása

Detektorok. Fodor Zoltán. Wigner fizikai Kutatóközpont. Hungarian Teachers Programme 2015

Paritássértés FIZIKA BSC III. MAG- ÉS RÉSZECSKEFIZIKA SZEMINÁRIUM PARITÁSSÉRTÉS 1

Indul az LHC: célok, sikerek, problémák

MEGLESZ-E A HIGGS-RÉSZECSKE A NAGY HADRONÜTKÖZTETŐVEL?

A Higgs-bozon megfigyelése az LHC-nál: műhelytitkok

Hegedüs Árpád, MTA Wigner FK, RMI Elméleti osztály, Holografikus Kvantumtérelméleti csoport. Fizikus Vándorgyűlés Szeged,

Tényleg megvan a Higgs-bozon?

Részecskegyorsítókkal az Ősrobbanás nyomában

Indul a legnagyobb részecskegyorsító: elnyeli-e a Világot?

Sinkovicz Péter. ELTE, MSc II november 8.

Az LHC-kísérlet és várható eredményei

Indul az LHC, a világ legnagyobb mikroszkópja

Innovatív gáztöltésű részecskedetektorok

Neutrínó oszcilláció kísérletek

Építsünk Univerzumot!

A mikrovilág szimmetriái: CERN-kísérletek DE Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma

OTKA T Tematikus OTKA Pályázat Zárójelentés. Kvantumszíndinamikai effektusok vizsgálata relativisztikus nehézion ütközésekben

Indul a Nagy hadron-ütköztető: hová és minek?

Erős terek leírása a Wigner-formalizmussal

Bemutatkozik a CERN Fodor Zoltán

Alapvető szimmetriák kísérleti vizsgálata

Magyar Tanárprogram, CERN, 2010

FIZIKAI NOBEL-DÍJ, Az atomoktól a csillagokig dgy Fizikai Nobel-díj 2013 a Higgs-mezôért 10

Fázisátalakulások, avagy az anyag ezer arca. Sasvári László ELTE Fizikai Intézet ELTE Bolyai Kollégium

Higgs-bozon: a keresés húszéves kalandja

Dr. Berta Miklós. Széchenyi István Egyetem. Dr. Berta Miklós: Gravitációs hullámok / 12

Parton statisztika RHIC, LEP és LHC energián

Detektorok. Siklér Ferenc MTA KFKI Részecske- és Magfizikai Kutatóintézet Budapest

Élenjáró protonok a CERN LHC TOTEM kísérletében

Gyorsítók. Veszprémi Viktor ATOMKI, Debrecen. Supported by OTKA MB augusztus 16. Hungarian Teacher Program, CERN 1

Átírás:

Az LHC elmúlt lt évében elért új eredményeink Veres Gábor, PhD adjunktus, ELTE, Atomfizikai Tanszék Ortvay Kollokvium ELTE, Budapest, 2011. márcim rcius 10. Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 1

Vázlat Bevezetés A CMS legelső eredménye a 0.9, 2.36 és 7 TeVes adatokból, a töltött részecskék szögeloszlása Egy új típusú kétrészecske-korreláció: az LHC első meglepő, teljesen váratlan eredménye Ritka kvarkokat tartalmazó részecskék keletkezése, eloszlásai A CMS nehézion-programjának tavaly novemberi beindulása Nehézion-fizikai eredmények Az "új fizika" keresése Az LHC várható jövőbeli programja Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 2

Az Atomfizikai Tanszék tevékenysége A kis és nagy méretskálák fizikája Az anyag elemi alkotórészei Kölcsönhatások vizsgálata Laboratóriumi kísérletek Elméleti fizika, jóslatok Asztrofizikai jelenségek Gravitáció, fekete lyukak Sötét anyag Kozmikus (háttér)sugárzás Ősrobbanás, világegyetem fejlődése Mérőeszközök: hasonló technikák Megfigyelések Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 3

Szimmetriák Szimmetriák megmaradási tételek Mértékelméletek: a részecskefizika Standard Modelljének nyelve Mértékinvariancia (térpontonként független fázistranszformációk) Kvantum-elektrodinamika: elektromágneses kölcsönhatás Kvantum-színdinamika: erős kölcsönhatás Elektrogyenge elmélet: gyenge és elektromágneses kölcsönhatások egyesítése Fotonok: nulla tömegűek viszont: W ±, Z: nagy tömegű közvetítő részecskék! Higgs mechanizmus, spontán szimmetriasértés Peter Higgs Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 4

A Standard Modellen túl újabb szimmetria? Higgs részecske tömege: O(100 GeV) Nagy kvantum-korrekciók a tömeghez. Hogy lehet, hogy mégis ilyen könnyű? További szimmetria? Szuperszimmetria (SUSY) Ezzel már: egymást kiejtő korrekciók kis, véges Higgs tömeg De a SUSY partnerek biztosan nagyobb tömegűek SUSY-nak sérülnie kell Standard Modell Nagyobb tömegű partnerek Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 5

SUSY és sötét anyag, extra dimenziók A legkönnyebb SUSY részecske alkothatja a sötét anyagot Atomok 5% 23% sötét anyag 72% sötét energia Miért olyan gyenge a gravitáció? Extra dimenziók módosíthatják Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 6

Kérdések Tényleg létezik a Higgs részecske? Ha nincs, hogyan sérül az elektrogyenge szimmetria? Hogyan kap a W ±, Z tömeget? Ha van, miért ilyen kis tömegű? Léteznek-e szuperszimmetrikus részecskék? Léteznek-e extra dimenziók? Esetleg valami váratlant találunk? Hogyan válaszolhatunk ezekre? Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 7

A Nagy Hadron-Ütköztető (LHC) 27 km hosszú alagút 100 méterrel a felszín alatt 2 K hőmérsékletű He 8.3 T mágnesek TOTEM Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 8

A CMS detektor (Compact Muon Solenoid) EM és HAD kaloriméterek mágnes vasmag HF nyomkövető detektor 21 x 15 x 15 m 3.8 T mágneses tér 100 MP digitális fényképezőgép 40 M kép/sec 12000 t mágnes mágnes müon detektorok 3000 kutató 9 fizikai analízis csoport Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 9

A CMS nyomkövető detektora 3.8 T mágneses térben Hűtés -10 C (sugárkárosodás ellen) Lefedettség η <2.5 Detektálás hatásfoka >99% Pixelek: 66 millió önálló szegmens Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 10

Az LHC beindulása 2009. nov. 23. első ütközések 900 GeV-en Kb. 400 ezer ütközés 2009. dec. 14. első ütközések 2.36 TeV-en Kb. 20 ezer ütközés 2010. márc 30. első ütközések 7 TeV-en Eddig 3e12 ütközés (43/pb) 2011. márc.: LHC újraindulás, 7 TeV 2009: első LHC nyaláb a CMS-ben (V.G.) Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 11

Várakozás az első ütközésekre CMS, irányítóközpont, Cessy (Franciaország) Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 12

Az első ütközések az LHC-ben: 900 GeV CMS kísérlet, LHC, CERN Időpont: 2009-11-23 19:21 CET Run/Esemény: 122314/1514552 Valószínűsíthetően ütközési esemény A pixel detektor itt még ki volt kapcsolva Az első azonosított részecske Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 13

Mit ért el 2010-ben az LHC? Standard Modell folyamatok újramérése Töltött részecskék, jetek, fotonok inkluzív eloszlásainak mérése Kvarkónium-állapotok megfigyelése, nehéz mezonok bomlásai W és Z keletkezési hatáskeresztmetszetek Top kvark keletkezés és bomlás megfigyelése Ezek az új fizika keresésének alapját képezik Az első szuperszimmetriára és egzotikus folyamatokra vonatkozó első keresések eredményei is kezdenek megjelenni Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 14

Miért vizsgáljuk a lágy QCD-t? A p+p ütközések többsége lágy (kicsi átadott impulzus), általában nincs kemény parton-szórás A lágy részecskekeltés modellezése femonenológikus, kis prediktív erejű, a kísérleti eredmények mutatnak utat Fontos az LHC nagy luminozitású működéséhez Fontos referencia a nehézion-ütközések számára* *Az LHC első cikkeit jórészt nehézion-kutatók írták Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 15

Milyen változókat használunk? Pszeudorapiditás: η= - ln tan(θ/2) proton-nyaláb Transzverzális impulzus: p T p Θ p T proton-nyaláb Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 16

Előzmény: dn/dη - nehézionok Mérési eredmény PHOBOS (G.V. et al.), Nucl. Phys. A 757, 28 A legtöbb modell nagyobb részecskeszámot jósolt a mért értéknél. Egy sikeres modell: gluon-szaturáció Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 17

Teljes keletkezett részecskeszám e + +e - és nehézionütközések: hasonló trend ( 10 GeV felett) p+p és p+p nem fordítja az ütközés energiáját olyan effektíven részecskekeltésre Ez a lágy részecskekeltésben eddig megfigyelt sok szabályosság és skálázási tulajdonság egyike A p+p ütközések vizsgálata mindig fontos összehasonlítási alap PHOBOS (G.V. et al.), Nucl. Phys. A 757, 28 Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 18

Trigger és eseményválogatás Adatfelvétel: 2009. december 12. és 14. ( 2 2 óra) 0.5 10 ütközés másodpercenként Trigger: Nyaláb-Szcintillációs Detektorok (BSC) A CMS indulásának legfontosabb triggerei Saját fejlesztésű trigger-logika (V.G.) Ezen alapulnak a CMS első eredményei kb. fél évig Eseményválogatás: >3 GeV energia a részben magyar építésű Forward kaloriméterben (HF) Nyaláb-halo vétó (BSC) BSC NSD η < 2.5 Hatásfokok: HF NSD: ~86 % SD: ~16 % DD: ~35 % 50 ezer esemény JHEP 02 (2010) 041 Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 19

Klaszter-számlálás A pixel detektorban talált klaszterek számlálása (töltött részecskék nyomai a vékony Si rétegekben) Krajczár K., V.G. A rövid klasztereket kivágjuk (háttér) Korrekciók: gyenge bomlások, másodlagos részecskék, trigger-hatásfok stb. Nagyon zajmentes detektor és tiszta nyaláb szükséges! JHEP 02 (2010) 041 Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 20

Pár-módszer Párok: két klaszter, különböző detektorrétegen Y.-J. Lee (MIT) A háttér levonható a mért adatok segítségével, modellfüggetlenül Korrekciók: hasonlóan Nagyon robosztus, független, egyszerű módszer JHEP 02 (2010) 041 Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 21

Teljes nyomkövetés Az összes detektorréteget használjuk Siklér F. (RMKI) Iteratív trajektória-rekonstruálás Nagyon alacsony tévesztési gyakoriság Ütközési pont helyének rekonstruálása Érzéketlen a háttérre ( piszkos nyaláb, stb) Érzékeny a detektorok pozícionálására Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 22

Eredmények: p T -eloszlás Nagyon alacsony,100 MeV-c impulzusig működik Illesztés: Tsallis-függvény: A függvény viselkedése: exponenciális kis p T -nél hatványfüggvény nagy p T -nél JHEP 02 (2010) 041 Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 23

Eredmények: p T -eloszlás A töltött részecskék transzverzális impulzus eloszlását 4 GeV/c-ig mértük. A Tsallis-függvény jól leírja Az ütközési energia növelésével laposodik a p T - spektrum (ahogyan várjuk is) JHEP 02 (2010) 041 Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 24

Eredmények: szögeloszlás (dn/dη) Az átlagolt és szimmetrizált eredmények. A három módszer összehasonlítása Összehasonlítás az UA5 és ALICE 0.9 TeV és 2.36 TeV energián. kísérletek adataival. JHEP 02 (2010) 041 Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 25

Energiafüggés JHEP 02 (2010) 041 Az átlagos transzverzális impulzus függése az ütközési energiától. A részecskesűrűség függése az ütközési energiától a nyalábra merőleges irányban. Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 26

A CMS első publikációja Az első publikált eredmény 2.36 TeV-en Az első publikált impulzusmérés az LHC-nél Az eredmények követik a régebbi kísérletek adatai által mutatott trendet A keletkezett részecskék száma gyorsabban nő az energia függvényében, mint gyakran használt modellek jósolták. A cikk bemutatja hogy a CMS detektor készen áll a következő hosszú adatfelvételre A detektor kiválóan működött már a legelső órában, és nagyon jó minőségű adatokat rögzített. Ez a kezdete a CMS hosszú és érdekesnek ígérkező fizikai programjának! JHEP 02 (2010) 041 Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 27

A CMS második cikke Töltött részecskék transzverzális impluzus és pszeudorapiditás-eloszlása 7 TeV-en Physical Review Letters, 105 (2010) 022002 Készítették: Krajczár K., Siklér F., Y.-J. Lee, V. G. és társaik Az első 7 TeV-es cikk az LHC-n amely közli a töltött részecskék: - impulzuseloszlását - szögeloszlását (dn/dη) (az ALICE kísérlet már közölte az első méréseit a részecskesűrűség és részecskeszám-eloszlás témában) Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 28

7 TeV: szögeloszlások (η) Jó egyezés az ALICE kísérlet eredményeivel Jelentős növekedés a kisebb ütközési energiákhoz képest Ez a jelenleg elért legnagyobb ütközési energia a világon (és az marad még 3 évig) Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 29

Energiafüggés A legtöbb népszerű modell alulbecsülte a részecskék számát! Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 30

Ritka mezonok és barionok mérése K 0 s, Λ, és Ξ hatáskeresztmetszetek p T függvényében Krajczár Krisztián és az Univ. of Colorado közös munkája K.K. lényegesen megjavította a mérés hatásfokát, saját módszerével sikeresen kiegészítette a Colorado analízist (PhD értekezés) Friss publikáció: 3 hetes http://arxiv.org/abs/arxiv:1102.4282 Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 31

Kétrészecske- szögkorrelációk Felhasználva: V.G. korrelációkról szóló előadása QCD at the LHC konferencia, Trento 2010. szeptember Korrelációs függvények: I. Definíció II. Anatómia Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 32

Korrelációs függvény definíciója Signal distribution: S N ( η, ϕ) = 1 d 2 N signal N (N 1) d ηd ϕ Background distribution: B N ( η, ϕ) = 1 N 2 d 2 N bkg d ηd ϕ Párok azonos eseményekből η = η 1 η 2 Jel/háttér arány Párok különböző eseményekből R( η, ϕ) = (N 1) S N ( η, ϕ) B N ( η, ϕ) 1 N ϕ = ϕ 1 ϕ 2 CMS pp 7TeV p T -integrált kétrészecske szögkorreláció minimum bias eseményekben Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 33

Szögkorrelációs függvény CMS 7TeV pp min bias Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 34

Szögkorrelációs függvény CMS 7TeV pp min bias Rövidtávú korrelációk ( η < 2): Rezonanciák, string fragmentáció, klaszterek Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 35

Szögkorrelációs függvény Kis p T -jű klaszterek CMS 7TeV pp min bias Nagy p T jű klaszterek Rövidtávú korrelációk ( η < 2): Rezonanciák, string fragmentáció, klaszterek Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 36

Szögkorrelációs függvény CMS 7TeV pp min bias Azonos oldali ( φ ~ 0) jet csúcs: korrelált részecskék egy jet-en belül Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 37

Szögkorrelációs függvény Túloldali ( φ ~ π) jet korreláció: A túloldali jet részecskéi okozzák CMS 7TeV pp min bias Azonos oldali ( φ ~ 0) jet csúcs: korrelált részecskék egy jet-en belül Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 38

Szögkorrelációs függvény CMS 7TeV pp min bias Bose-Einstein korrelációk: ( φ, η) ~ (0,0) Impulzus-megmaradás ~ -cos( φ) Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 39

Szögkorrelációs függvény Túloldali ( φ ~ π) jet korreláció: A túloldali jet részecskéi okozzák CMS 7TeV pp min bias Bose-Einstein korrelációk: ( φ, η) ~ (0,0) Impulzus-megmaradás ~ -cos( φ) Azonos oldali ( φ ~ 0) jet csúcs: korrelált részecskék egy jet-en belül Rövidtávú korrelációk ( η < 2): Rezonanciák, string fragmentáció, klaszterek Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 40

Korrelációk minimum bias pp-ben CMS pp adatok Pythia D6T szimuláció Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 41

Nagy multiplicitású pp események 268 rekonstruált részecske a nyomkövető detektorban egyetlen pp ütközésben: a legnagyobb multiplicitású esemény ~70 milliárd inelasztikus ütközésből (1/pb) Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 42

Miért vizsgálunk extrém nagy multiplicitású ütközéseket? Ezek a korrelációs mérések az eloszlás farkára irányulnak, ahol a legtöbb eseménygenerátor nagyon alulbecsli az adatokat (kivétel: PYTHIA8). Motiváció: Esetleg még több meglepetés is van ebben a tartományban Vizsgáljuk a sokrészecskekeletkezést differenciáltan Ezek a legnagyobb pp multiplicitások kezdik elérni az ion-ion ütközések multiplicitásait; találunk hasonlóságokat vagy különbségeket? Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 43

Eredmények: adatok, integrált p T Min.Bias Nagy multiplicitás (N>110) Jet csúcs és túloldali korrelációk felerősödnek nagy multiplicitású eseményekben Bőséges jet keletkezés a nagy multiplicitású eseményhalmazban Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 44

Eredmények: adatok, integrált p T MinBias Nagy multiplicitás (N>110) A (0,0)-nál levő jet csúcs levágása után látjuk: Túloldali hegygerinc (jet-párok miatt) Nagy η-nál és φ ~ 0 körül egy kis változás?... Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 45

Eredmények: adatok, p T : 1-3 GeV/c MinBias Nagy multiplicitás (N>110) Látványos, új jelenség nagy η-nál, φ ~ 0 körül! J. High Energy Phys. 09 (2010) 091 Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 46

Az effektus szemléltetése p Azok a részecskék, amelyek ugyanabban az időzónában vannak, de nagyon távoli szélességi körök mentén, kapcsolatban vannak!?! Milyen mechanizmus lehet a telefonzsinór? p Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 47

Korrelációk a PYTHIA8 modellben Nincs φ 0 körül, nagy η-nél ilyen struktúra. Ugyanez igaz a Herwig++, madgraph, PYTHIA6 modellekre is Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 48

Multiplicitás- és p T -függés Növekvő p T Növekvő multiplicitás!!!!!! Vetítsük a η > 2 tartományt φ-ra! A hegygerinc a legnagyobb multiplicitásnál és 1<p T <3 GeV/c között maximális Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 49

Az asszociált részecskeszám Asszociált részecskeszám: Az egy részecskére jutó, vele korrelált részecskék száma Data - PYTHIA8 N>110 2.0< η <4.8 1GeV/c<p T <2GeV/c Az R minimuma 2.0< η <4.8 Az asszociált részecskeszám a multiplicitással növekszik Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 50

PbPb ütközésekben is találunk ilyet? Igen, hasonló korrelációt ott is látunk LHC, Pb+Pb, 2.76 TeV/nukleon pár Pár hetes, még nem publikált eredmény! Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 51

A Pb+Pb program beindulása 2010 november, 4 hét Ütközési frekvencia 1-210 Hz Mágneses tér: 3.8 T és 0 T Trigger: minbias, jet-ek, müonok, fotonok L1 szintű trigger felelős: V.G. A luminozitás az ígértnél nagyobb volt A trigger rendszert naponta kreatívan adaptálni kellett Meglepően nagy UPC trigger hatáskeresztmetszet (QED, nuclear breakup) Sikerült: probléma és adatvesztés nélkül működött a CMS detektor PbPb-ben is!!! Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 52

Nagy p T :J/ J/ψ µ + µ - J/ψ Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 53

Nagy p T :ϒ µ + µ - ϒ Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 54

Az első Z 0 µ + µ - jelölt lt Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 55

Z 0 µ + µ - Z 0 A Z bozon világelső megfigyelése PbPb ütközésekben, 2010. december Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 56

Müon-müon invariáns tömegeloszlás 39 rekonstruált Z 0 bozon 1 esemény, ahol két azonos tömegű müon Z 0 tömegéhez közel, az [30,120] GeV/c 2 intervallumban van A kétmüon tömegfelbontás hasonló a p+p-ben mérthez Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 57

Differenciális Z 0 eloszlások Rapidity Transverse momentum (GeV/c) N part Tanulság: A kinematikai eloszlások egyeznek a perturbatív QCD jóslatokkal A mérési bizonytalanságon felül nem figyelhető meg az ütközési szám skálázástól való eltérés Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 58

Atommagok megolvasztása Az ellentétes irányban kirepülő jet-ek közül az egyik rengeteg energiát veszít! Egy hetes eredmény! Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 59

Tipikus PbPb két jet esemény a CMS-ben Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 60

Két-jet azimutszög korreláció pp Pb Pb Pb Pb PbPb PbPb PbPb φ > 2π/3 Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 61

Két-jet energiamérleg felborulása pp Pb Pb Pb Pb PbPb PbPb PbPb Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 62

Kvarkok: vannak alkotórészei? LHC: p+p ütközések Elemi folyamat: nagy energiájú parton-parton szórás, két jet keletkezik Rutherford-jóslattól (egyenletes eloszlás) való eltérést mérjük a két jet szögeloszlásában (igazából pqcd jóslattól való eltérést) Ha a kvarkok kompozit részecskék, a szögeloszlásokban ez megmutatkozik: izotróp komponens, kis χ-nél 5.6 TeV kontakt-kölcsönhatási skáláig sikerült kizárni a kompozitságot (pár hetes, friss eredmény!) Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 63

Hogyan tovább? LHC tervek 2010: 7 TeV, 47 pb -1 Nehézion-ütköztetés: november, 4 hét, 60 M esemény Téli szünet 2011: 7 TeV, 1 fb -1 2012: 7 TeV, néhány fb -1 2013: karbantartás 2014 első fele: karbantartás 2014 második felétől: 14 TeV? LHC tervezett luminozitás: 10 34 cm -2 s -1 Eddigi rekord luminozitás: 0.021 10 34 cm -2 s -1 (8.4 MHz ütközési frekvencia, 28 MJ tárolt energia!) Terv 2011-re: 0.180 10 34 cm -2 s -1 Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 64

Magyar részvétel: detektorok Müon kamrák pozícionálása (Debrecen) HF kaloriméter tervezése és építése (részben), RMKI Pixel detektor kiolvasásának optimalizálása (Debrecen) GRID (RMKI) - adatfeldolgozás Ütközési triggerek (ELTE/CERN) MTA RMKI KFKI, Budapest: 20 fő Debreceni Egyetem: 10 fő MTA ATOMKI: 7 fő ELTE (sajnos nem hivatalos tag!): 2 fő + Sok más magyar kolléga külföldi intézetekből Fontos és megbecsült résztvevők vagyunk! Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 65

Magyar részvétel: fizikai analízis SUSY részecskék keresése (RMKI, ATOMKI, DE) Fekete lyukak, extra dimenziók keresése (RMKI, DE) Kvantumszíndinamika QCD (RMKI, ELTE) Nehézionfizika (RMKI, ELTE) Azonnal kutatható, a többi témához sokkal több adat és idő kell A CMS első két publikációja magyar vezetéssel készült: - Töltött hadronok tr. impluzus és pszeudorapiditás-eloszlása 0.9 és 2.36 TeV energián J.High Energy Physics 02 (2010) 041 - Töltött hadronok tr. impluzus és pszeudorapiditás-eloszlása 7 TeV energián PRL 105 (2010) 022002 Siklér F. (RMKI), V.G. (ELTE/CERN), Krajczár K. (ELTE), Y-J. Lee (MIT) és társaik Eddig 37 CMS publikáció jelent meg, ebből számos további készült magyar hozzájárulással: jet elnyomás, ritka kvarkok, korrelációk, http://cdsweb.cern.ch/search?ln=en&cc=cms&as=1&sc=1&m1=o&p1=bph+ewk+top+qcd+sus+exo+fwd+hig+hin+btv+trk+egm+jme+muo N+PFT&f1=reportnumber&op1=a&m2=a&p2=&f2=&op2=a&m3=a&p3=&f3=&action_search=Search&dt=&d1d=&d1m=&d1y=&d2d=&d2m=&d2y=&sf=&so= a&sf=&rg=10&sc=1&of=hb&c=cms+papers 5 év előkészítő munka eredménye! S.F., K.K, V.G.: 7 elfogadott Analysis Note, 11 Conference Report Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 66

A CMS fizikai analíziseinek irányítása QCD kis-p T P. Bartalini G. Veres (2010) QCD nagy-p T QCD fotonok 2011. júniustól R. G. de Cassagnac G. Veres Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 67

A CMS cikkek időrendje Magyar közvetlen részvétel a cikkírásban Magyar csoportvezetés (QCD, Nehézion csoportok) LHC indulás 2009. nov. 23. 0.9 TeV 0.9 2.36 TeV dn/dη 7 TeV dn/dη 0.9, 2.36 TeV BEC tracking 0.9 TeV UE pp ridge kompozit kvarkok dijet rezo gluino N ch J/ψ ttbar γ fekete lyuk W Z leptokvark I,II Υ W B + Jet quenching Kompozit kvark SUSY Dijet azim. Dekorr Ḣadron eseményalak Ritka részecskék Nehéz b-szerű q HWW Z, PbPb W SUSY Jan feb mar apr maj jun jul aug szept okt nov dec jan feb mar 2010 HSCP 2011 b-hadonok Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 68 BEC llbar rezo BBbar szögkorr. BSM llbar

Összefoglalás Az LHC gyorsító működése sikeresen elindult A CMS kísérlet maximálisan felkészülve várta az első ütközéseket A magyar (és ELTE) hozzájárulás jelentős a CMS-ben A CMS első két publikációja a töltött részecskék eloszlásairól rendkívül gyorsan elkészült Sikeresen elindult a Nehézion mérés is Az LHC luminozitása még két nagyságrenddel, ütközési energiája 2-es faktorral elmarad a tervezettől. A 2011/12-es hosszú adatfelvétel már új fizikai felfedezések komoly esélyével kecsegtet! Köszönöm a meghívást és a figyelmet! További részletes összefoglalás: http://indico.cern.ch/conferencedisplay.py?confid=124047 Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 69

Köszönet támogatóinknak OTKA 48898 OTKA 49823 NKTH-OTKA H07-C 74248 OTKA 81447 OTKA 81614 Bolyai János Ösztöndíj Magyary Zoltán Ösztöndíj Swiss National Science Foundation Scopes 128079 Veres Gábor ELTE, Budapest, 2011. március 10. 70