Symulacja halo dla wiązki protonów w akceleratorze LHC Jakub Rosiński Opiekun: dr Maciej Trzebiński Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki w Krakowie

Co to jest Halo? Efekt Halo (gr. Halos, tarcza słoneczna) – zjawisko optyczne zachodzące w atmosferze ziemskiej obserwowane wokół tarczy słonecznej lub księżycowej. Jest to świetlisty, biały lub zawierający kolory tęczy (wewnątrz czerwony, fioletowy na zewnątrz), pierścień widoczny wokół słońca lub księżyca. Zjawisko wywołane jest załamaniem na kryształach lodu i odbiciem wewnątrz kryształów lodu znajdujących się w chmurach piętra wysokiego lub we mgle lodowej.

Halo dla wiązki Halo Wiązka

Motywacja Efekt halo jest również obecny na LHC Protony z halo mogą zostać zarejestrowane przez detektor – stanowić tło dla procesów które chcemy mierzyć Jednym ze składników halo na LHC mogą być protony rozproszone elastycznie Celem pracy jest zbadanie właściwości elastycznie rozproszonych protonów pod kątem ich wpływu na pomiary z użyciem detektorów „do przodu”

Program do projektowania akceleratorów. MAD-X Program do projektowania akceleratorów. Może być użyty do transportu cząstek przez akcelerator Proton opisywany jest przez 6 zmiennych: x, y, z px, py, pz

Właściwości wiązki protonów Energia: 7 TeV Optyka (ustawienia magnesów): β* = 90 m Rozmiar poprzeczny wiązki: σx = σy = 0.155 mm Rozmiar podłużny wiązki: σz = 7.7 mm Rozmycie w pędzie poprzecznym (dywergencja): pxwiązki = pywiązki = 9.5 MeV

Stabilność wiązki protonów Wiązka jest stabilna: jej szerokość nie zmienia się wraz z liczbą obiegów różnice w szerokości wiązki są mniejsze od 0.01 mm

Otrzymywane informacje: Przekrój czynny Zderzenia elastyczne Generator: Pythia 8 Otrzymywane informacje: Przekrój czynny Rodzaj cząstek produkowanych w zderzeniu Kinematyka (pędy) cząstek wyprodukowanych w zderzeniu

Współpraca programów Input/Output Automatyzacja

Wyniki Wiązka protonów zderzanych elastycznie jest znacznie szersza Różnice w szerokości potrafią dochodzić do 0.3 mm Taka oscylacja może stanowić kontrybucje do efektu halo

Podsumowanie Temat będzie kontynuowany w pracy inżynierskiej... Halo występuje na LHC Zjawisko to wpływa na wyniki pomiarów Rozważono zderzenia elastyczne z zarówno oddziaływaniem silnym jak i Kulombowskim jako składnik halo Wiązka protonów zderzanych elastycznie jest znacznie szersza od wiązki nominalnej Temat będzie kontynuowany w pracy inżynierskiej...

Dziękuję za uwagę