Experimentální částicová fyzika

Skupina částicové fyziky ve SLO je zejména spojena s experimentem CERN-ATLAS na urychlovači LHC v CERNu. Zatímco v minulosti SLO přispívalo infrastruktuře CERN dodávkami optických technologií, dnes má zapojení SLO hlubší povahu.

V první řadě je skupina silně zapojena do vývoje time-of-flight detektoru, který je primárně, ale ne výhradně, určen pro detektor ATLAS Forward Proton (AFP). Skupiny využívá svých dovedností v optických technologiích k vývoji radiačně odolného time-of-flight (ToF) detektoru s vysokým časovým rozlišením (~10-20 ps), který umožní studium pulsně generovaných signálů i při silně zašuměném pozadí. Takový detektor může být implementován v celé řadě průmyslových nebo medicínských aplikací (LIDAR, diagnostická zařízení), ale také v detekčních zařízeních využívaných částicovou fyzikou. Jsou navrhovány a detailně studovány různé konfigurace (optické, elektronické i mechanické) ToF detektoru s rozlišením desítek pikosekund nebo lepším, také s využitím počítačových simulací s použitím nástrojů Geant4. Parametry detektoru jsou měřeny a optimalizovány s cílem dosáhnout co nejlepšího časového a prostorového rozlišení. Bude také ověřena radiační odolnost detektoru, aby byl umožněn jeho provoz v prostředí experimentů fyziky vysokých energií - jako detektor ATLAS (CERN) nebo detektor MPD v NICA (JINR). Navrhovaný upgrade detektoru CERN-ATLAS (ATLAS Forward Proton, AFP) umožní hledání známek nové fyziky za hranicí standardního modelu (BSM) elementárních částic. Pikosekundové časové rozlišení umožní potlačit pozadí které přirozeně vzroste s plánovaným navýšením luminozity LHC, které umožní měření těchto extrémně vzácných událostí. Tak vysoké časové rozlišení bude dosaženo díky pečlivě navržené optické části detektoru a špičkové elektronice vyvinuté v rámci kolaborace CERN-ATLAS (zejména Univerzitou Alberta, Stony Brook University a Texaskou univerzitou v Arlingtonu). S ToF detektorem úzce souvisí práce členů skupiny na analýzách difrakčních procesů na LHC, kdy jeden nebo oba protony přežijí srážku, ale část jejich energie se spotřebuje na produkci dalších částic zaregistrovaných v centrální části detektoru ATLAS. Takové události slouží k testům neporuchové kvantové chromodynamiky a jsou důležitým základem pro hledání BSM znaků.

Další část skupiny se zabývá analýzou dat LHC, která souvisejí s nejtěžším členem rodiny kvarků - top kvarkem. V poslední době se hlavní pozornost zaměřuje na měření diferenciálního účinného průřezu top kvarku při energii 13 TeV nebo na produkci párů top kvarků ve srážkách protonů s jádry olova ve speciálních bězích urychlovače. Top kvark je důležitým signálem testujícím poruchovou kvantovou chromodynamiku na různých úrovních přesnosti, přičemž měřená data stanovují hranice parametrů modelu a simulují tak důležité pozadí pro další hledání událostí BSM.

Skupina se podílí na upgrade detektoru ATLAS v oblasti detektoru Inner Tracker (ITk), konkrétně křemíkového proužkového detektoru během testovacích běhů detektoru a v oblastech analýzy dat a simulací. Skupina se také podílela na kalibraci hadronových finálních stavů (jetů) v detektoru ATLAS a studuje statistické, analytické a rekonstrukční techniky. Skupina se také hodlá podílet na analýzách výhledů na plánovaný Future Circular Collider (FCC). V poslední době se skupina také stále více zapojuje do analýz a simulací souvisejících s projety CTA a FAST.

Nejnovější publikace skupiny

  • Komarek, T; Urbasek, V; Brandt, A; Cerny, K; Chirayath, VA; DeFazio, J; Georgiev, V; Hail, S; Hrabovsky, M; Kubik, Z; Nozka, L; Orlov, D; Pinto, SD; Rijssenbeek, M; Sykora, T; Yang, F; Zich, J: Characterization of the miniPlanacon XPM85112-S-R2D2 MCP-PMT with custom modified backend electronics, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A-Accel. Spectrom. Dect. Assoc. Equip. 1041 167330 (2022).
  • Kvita, J: Study of methods of resolved top quark reconstruction in semileptonic tt(t)over-bar decay: Erratum, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A-Accel. Spectrom. Dect. Assoc. Equip. 1040 167172 (2022).
  • Michal, S; Horvath, P; Hrabovsky, M; Chytka, L; Mandat, D; Nozka, L; Palatka, M; Pech, M; Schovanek, P; Vacula, M: Swing arm profilometer as a tool for measuring the shape of large optical surfaces, Optik 264 169419 (2022).
  • Pacalt, J; Kvita, J: Study of semi-boosted top quark reconstruction performance on the line shape of a t(t)over-bar resonance, Int. J. Mod. Phys. A 37 (16) 2250110 (2022).
  • Vacula, M; Horvath, P; Chytka, L; Daumiller, K; Engel, R; Hrabovsky, M; Mandat, D; Mathes, HJ; Michal, S; Palatka, M; Pech, M; Schafer, CM; Schovanek, P: Use of a general purpose integrating sphere as a low intensity near-UV extended uniform light source, Optik 242 167169 (2021).

Nejnovější publikace kolaborace ATLAS (s přispěním zaměstnanců SLO)

  • Aad, G et al. (Cerny, K.; Hrabovsky, M.; Komarek, T.; Kvita, J.; Nozka, L.; Pacalt, J.): Measurement of the polarisation of single top quarks and antiquarks produced in the t-channel at root s=13 TeV and bounds on the tWb dipole operator from the ATLAS experiment, J. High Energy Phys. (11) 40 (2022).
  • Aad, G et al. (Cerny, K.; Hrabovsky, M.; Komarek, T.; Kvita, J.; Nozka, L.; Pacalt, J.): Search for type-III seesaw heavy leptons in leptonic final states in pp collisions at root s=13 TeV with the ATLAS detector, Eur. Phys. J. C 82 (11) 988 (2022).
  • Aad, G et al. (Cerny, K.; Hrabovsky, M.; Komarek, T.; Kvita, J.; Nozka, L.; Pacalt, J.): Search for Higgs boson pair production in the two bottom quarks plus two photons final state in pp collisions at root s=13 TeV with the ATLAS detector, Phys. Rev. D 106 (5) 52001 (2022).
  • Aad, G et al. (Cerny, K.; Hrabovsky, M.; Komarek, T.; Kvita, J.; Nozka, L.; Pacalt, J.): Direct constraint on the Higgs-charm coupling from a search for Higgs boson decays into charm quarks with the ATLAS detector, Eur. Phys. J. C 82 (8) 717 (2022).
  • Aad, G et al. (Cerny, K.; Hrabovsky, M.; Komarek, T.; Kvita, J.; Nozka, L.; Pacalt, J.): Measurements of Higgs boson production cross-sections in the H ->tau(+) tau(-) decay channel in pp collisions at root s=13 TeV with the ATLAS detector, J. High Energy Phys. (8) 175 (2022).

Skupina experimentální částicové fyziky

Jméno Zařazení Místnost Telefon (++420 58 563 ...) ORCID Researcher ID
Mgr. Petr Baroň Ph.D. student 238 1677 0000-0002-5170-0053
RNDr. Karel Černý Ph.D. vědecký pracovník 228 1585 0000-0003-0683-2177
Ing. Ladislav Chytka Ph.D. vědecký pracovník 216 1533 0000-0001-5741-259X
Mgr. Petr Hamal Ph.D. vědecký pracovník 225 1585 0000-0003-3139-7234 G-5540-2014
prof. RNDr. Miroslav Hrabovský DrSc. vědecký pracovník / zástupce vedoucího SLO / vedoucí skupiny 210 1501 0000-0003-4223-7316 G-6714-2014
Mgr. Tomáš Komárek Ph.D. student 238 1677 0000-0002-3047-3146
Mgr. Jiří Kvita Ph.D. vědecký pracovník / vedoucí skupiny 228 1585 0000-0001-5973-8729 L-1362-2018
Mgr. Libor Nožka Ph.D. vědecký pracovník 216 1533, 1695 0000-0002-8774-7099 G-5550-2014
Mgr. Josef Pácalt Ph.D. student 238 1677 0000-0002-0148-7207
Mgr. Radek Přívara Ph.D. student 238 1677 0000-0002-2239-0586
prof. Jan Řídký DrSc. vědecký pracovník - - 0000-0001-6697-1393 H-6184-2014
Vladimír Urbášek technik 411 1526 0000-0002-0686-3021