ИТЭФ и Эксперимент ATLAS
A Toroidal LHC Apparatus at the CERN LHC
Эксперимент ATLAS Группа ATLAS в ИТЭФ Основные публикации Выступления на конференциях Диссертации и дипломы      Send us a comment about this website

Состав группы эксперимента ATLAS в ИТЭФ

  1. ХОВАНСКИЙ Валерий, д.ф.-м.н., Professor Emeritus, почетный руководитель группы
  2. АРТАМОНОВ Андрей, к.ф.-м.н.
  3. ГОРБУНОВ Петр, к.ф.-м.н.
  4. ЖОХОВ Анатолий
  5. ЗЕЛЬДОВИЧ Сергей
  6. МАКАРЫЧЕВ Сергей
  7. ЦУКЕРМАН Илья, к.ф.-м.н.
  8. ШАМАНОВ Виктор к.ф.-м.н.
  9. ШАТАЛОВ Павел
  10. ГАВРИЛЮК АЛександр, студент 4 курса МФТИ

 

Контакт: И.Цукерман Ilya.Tsukerman@cern.ch

Материальный и интеллектуальный вклад группы ИТЭФ в создание установки ATLAS

ИТЭФ участвовал в ATLAS с самого начала этого проекта (1990, период LoI), работая над дизайном и пучковыми тестами прототипов переднего калориметра (FCal), предназначенного для регистрации потоков частиц в диапазоне (3< |η| < 5), а также над моделированием процессов рождения бозона Хиггса и образования передних струй и сопутствующих фонов.

Совместно с Аризонским университетом (США), группой ИТЭФ была разработана концепция компактного интегрированного жидкоаргонового переднего калориметра на дрейфовых трубках с малым зазором и массивными центральными электродами, состоящего из медной электромагнитной секции и последующих вольфрамовых адронных секций.

Детектор строился в сотрудничестве с канадскими и американскими университетами. Совместно с российскими заводами, ИТЭФ разработал технологию и изготовил 32 тысячи прецизионных вольфрамовых электродов-анодов общей массой 5.75 т. В целом, материальный вклад группы ИТЭФ составил 30% от стоимости всего FCal.
A.Artamonov et al, NIM A 362(1995) 386; A.Artamonov et al, NIM A 370(1996) 425; ATLAS Letter of Intent, CERN/LHCC/92-4 1992; ATLAS Technical Proposal (1994); ATLAS Liquid Argon TDR (1996)

В 2003-2005 гг ИТЭФ участвовал в тестировании и калибровке модулей FCal в пучках электронов и пионов ускорителя SPS CERN, и последующей сборке концевых калориметров. Вклад группы ИТЭФ был таков:

Вклад группы ИТЭФ в проведение эксперимента ATLAS и анализ данных

Группа ИТЭФ принимает активное участие в текущей эксплуатации детектора (на уровне экспертов в TileCal, FCal), наборе данных (регулярное участие в сменах набора и оперативного контроля данных), а также в работе группы поддержки программного обеспечения ATLAS (на уровне эксперта). Один из физиков группы (И.Цукерман) является одним из четырех членов редколлегии по подготовке статей и CONF Notes рабочей группы топ-кварка.

Вместе с рабочими группами "Higgs" и "Jet/Et_miss" ИТЭФ занимается изучением адронных струй в событиях с рождением бозона Хиггса по перспективному для его поиска каналу H→WW* →ℓνℓν.

Для решения этой задачи требуется знание недостающей поперечной энергии в событиях ( ЕТmiss ), при оценке которой существенную роль играет передний калориметр FCal. Следует  отметить, что наилучшее отношение сигнал/фон достигается в том случае, когда бозон Хиггса рождается в механизме слияния векторных бозонов (VBF). При этом роль переднего калориметра еще более повышается, поскольку струи, сопровождающие рождение бозона Хиггса, летят, в основном, под малыми полярными углами.  Механизм VBF позволяет определить константы связи бозона Хиггса с векторными бозонами и играет важную роль для всех основных каналов, по которым в эксперименте ATLAS ведется поиск и изучение бозона Хиггса (H→γγ, H→ZZ*→4ℓ, H→WW*→ℓνℓν и, в особенности, H→τ+τ-). Опыт, накопленный группой ИТЭФ, занимающейся VBF более пяти лет, позволил нам занять устойчивые позиции в области физического анализа данных ATLAS.

Подход коллаборации ATLAS к поиску полезного сигнала состоит в том, что прежде всего необходимо понимать отклик детектора в так называемых «контрольных» кинематических областях. Одной из таких областей является Z Control Region (ZCR), т.е. класс событий с рождением и последующим распадом Z‑бозона на пару жестких лептонов одного аромата и разного знака.

Для зтого очень важно понимать, как влияет наложение десятка и более событий в одном пересечении банчей (pile-up) на кинематику адронных струй.

В качестве примера на  рисунке справа показано, что при применении адекватных критериев отбора, предложенных группой ИТЭФ, доля событий с одной струей не меняется с числом вершин и хорошо описывается моделированием.

Итогом деятельности рабочей подгруппы по поиску бозона Хиггса в событиях с каналом распада H→WW* →ℓνℓν стало наблюдение сигнала  в распределении по поперечной массе со статистической значимостью почти 3 стандартных отклонения, и его исключение в широком диапазоне масс выше 137 ГэВ.

На графике по вертикальной оси отложена вероятность того, что наблюдаемое число случаев регистрации бозона Хиггса при разных значения его массы при распаде по  каналу H→WW* →ℓνℓν  является случайной флуктуацией числа фоновых событий. При массе менее 140 ГэВ указанная вероятность составляет менее одного процента, что соответствует статистической значимости сигнала в 2,7 стандартных отклонений при 125 ГэВ.

Результаты работы группы ИТЭФ отражены в нескольких журнальных публикациях, в нескольких десятках открытых и внутренних отчетов ATLAS,  прошедших рецензирование коллаборацией.