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

  • 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).
  • Baron, P: COMPARISON OF MACHINE LEARNING APPROACH TO OTHER COMMONLY USED UNFOLDING METHODS, Acta Phys. Pol. B 52 (8) , 863 - 869 (2021).
  • Olinto, AV; Krizmanic, J; Adams, JH; Aloisio, R; Anchordoqui, LA; Anzalone, A; Bagheri, M; Barghini, D; Battisti, M; Bergman, DR; Bertaina, ME; Bertone, PF; Bisconti, F; Bustamante, M; Cafagna, F; Caruso, R; Casolino, M; Cerny, K; Christl, MJ; Cummings, AL; De Mitri, I; Diesing, R; Engel, R; Eser, J; Fang, K; Fenu, F; Filippatos, G; Gazda, E; Guepin, C; Haungs, A; Hays, EA; Judd, EG; Klimov, P; Kungel, V; Kuznetsov, E; Mackovjak, S; Mandat, D; Marcelli, L; McEnery, J; Medina-Tanco, G; Merenda, KD; Meyer, SS; Mitchell, JW; Miyamoto, H; Nachtman, JM; Neronov, A; Oikonomou, F; Onel, Y; Osteria, G; Otte, AN; Parizot, E; Paul, T; Pech, M; Perkins, JS; Picozz: The POEMMA (Probe of Extreme Multi-Messenger Astrophysics) observatory, J. Cosmol. Astropart. Phys. (6) 7 (2021).
  • Cerny, K; Sykora, T; Tasevsky, M; Zlebcik, R: Performance studies of Time-of-Flight detectors at LHC, J. Instrum. 16 (1) P01030 (2021).
  • Komarek, T; Urbasek, V; Brandt, A; Chirayath, VA; Chytka, L; Hrabovsky, M; Nozka, L; Rijssenbeek, M; Sykora, T: Timing resolution and rate capability of Photonis miniPlanacon XPM85212/A1-S MCP-PMT, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A-Accel. Spectrom. Dect. Assoc. Equip. 985 164705 (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 energy asymmetry in t(t)over-barj production at 13 TeV with the ATLAS experiment and interpretation in the SMEFT framework, Eur. Phys. J. C 82 (4) 374 (2022).
  • Aad, G et al. (Cerny, K.; Hrabovsky, M.; Komarek, T.; Kvita, J.; Nozka, L.; Pacalt, J.): Search for flavour-changing neutral-current interactions of a top quark and a gluon in pp collisions at root s=13 TeV with the ATLAS detector, Eur. Phys. J. C 82 (4) 334 (2022).
  • Aad, G et al. (Cerny, K.; Hrabovsky, M.; Komarek, T.; Kvita, J.; Nozka, L.; Pacalt, J.): Search for Higgs bosons decaying into new spin-0 or spin-1 particles in four-lepton final states with the ATLAS detector with 139 fb(-1) of pp collision data at root s=13 TeV, J. High Energy Phys. (3) 41 (2022).
  • Aad, G et al. (Cerny, K.; Hrabovsky, M.; Komarek, T.; Kvita, J.; Nozka, L.; Pacalt, J.): The ATLAS inner detector trigger performance in pp collisions at 13 TeV during LHC Run 2, Eur. Phys. J. C 82 (3) 206 (2022).
  • Aad, G et al. (Cerny, K.; Hrabovsky, M.; Komarek, T.; Kurchaninov, L. L.; Nozka, L.; Pacalt, J.): Observation of electroweak production of two jets in association with an isolated photon and missing transverse momentum, and search for a Higgs boson decaying into invisible particles at 13 TeV with the ATLAS detector, Eur. Phys. J. C 82 (2) 105 (2022).

Skupina experimentální částicové fyziky

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