摘要 - 大型强子对撞机(LHC)的下一个升级(称为高亮度LHC)的目的是使加速器的碰撞率提高十倍。为了实现此目标,将更换Atlas和CMS实验相互作用区域之前和之后的偶极子和四极磁体。其中之一是分离重组偶极子MBRD,该偶极子MBRD的目标积分磁场为35 t·m的双孔径为105 mm,沿磁场沿4.78 m的磁场获得4.5 t。该磁铁开发的主要挑战之一是,这两个孔必须具有相同的极性,这会导致它们之间的磁串扰。因此,有必要为线圈开发左/右不对称的孔圈线圈设计,以补偿这种效果,这将产生不良的多物。另一个与两个孔径的极性相关的问题,这是通过在两个领孔周围组装的Al Alloy套筒的实现来管理的。该设计是在Cern-Infn Genova协议的框架内进行的,该行业的ASG超导体正在进行。1.6 m长的模型是建立并成功测试的,然后建造了一个全长原型,该原型最近交付给了CERN,而预计将在2022年初开始构建6个磁铁系列。此贡献将描述原型组装状态,还涵盖了领域的质量(FQ)方面,讨论了ASG的温暖磁性测量结果及其在谐波含量方面的含义。
模拟在粒子和核物理学中起重要作用。它被广泛用于DECOTER设计和实验数据和理论模型之间的比较。在特定上,模拟依赖于蒙特卡洛方法,需要显着的计算资源。尤其是,这种方法不能扩展以满足高光度大型强子对撞机(HL-LHC)运行期间预期的大量数据所产生的增长需求。使用众所周知的仿真软件Geant4捕获的粒子碰撞和相互作用的详细模拟需要数十亿个CPU小时,构成了LHC实验的一半以上的计算源[1,2]。更具体地说,对热量表中粒子阵雨的详细模拟是计算最高的步骤。已经开发了利用重复使用先前计算或测量物理量的思想的模拟方法,以减少计算时间[3,4]。这些方法从专门进行到单独的实验中,尽管它们比完整的模拟更快,但它们的速度不够快或缺乏准确性。因此,粒子物理社区需要使用新的更快的模拟方法来建模实验。模拟热量计响应的可能方法之一是使用深度学习技术。,特别是最近的工作[5]提供了证据,表明可以使用生成性副本网络来效果模拟粒子阵雨。虽然实现了超过100 000倍的速度,但设置非常简单,因为输入粒子为
本论文包含我对 LHC 上 ATLAS 实验中质子-质子碰撞物理研究工作的两个不同方面。第一部分侧重于理解和开发校准系统,以便在过渡辐射跟踪器中获得最佳带电粒子重建。本论文中解释的方法是 TRT 中当前使用的校准技术,它适用于 ATLAS 收集的所有数据。由于开发的方法,实现了探测器设计分辨率,甚至在 TRT 的中心区域得到了改进。在第二部分中,介绍了三种不同的分析。由于我对跟踪的兴趣以及 LHC 上可用的新能量范围,第一个分析是研究 900 GeV 和 7 TeV 的多粒子相关性。这项分析是使用 2010 年收集的第一批 ATLAS 数据进行的。研究了两个不同的方面:高阶矩和尝试测量 η 箱中的归一化阶乘矩。本论文中描述的另外两个数据分析侧重于发现超出标准模型的物理学。同号顶夸克和 b 型第四代夸克的搜索就是其中之一。对于这项分析,详细研究了使用错误电荷测量重建轻子的概率。开发了新的数据驱动方法,其中似然技术表现出色,并被 ATLAS 中的其他分析所采用。这项搜索表明数据与标准模型预期一致。最后的分析是寻找最终状态中有两个轻子且横向能量缺失较大的超对称性。详细描述了双玻色子的产生,这是本次分析的主要背景之一。最终测量结果显示,相对于标准模型的预期,没有超出。
关于 MPS 基础物理科学研究是 MPS 支持工作的核心主题。MPS 科学的核心领域(天文科学、化学、材料研究、数学科学和物理学)继续推进和转化知识,并支持下一代科学家的发展。MPS 资助的科学涵盖范围广泛:从研究过的最小物体和最短时间尺度到宇宙大小和年龄的距离和时间尺度。MPS 继续培养和支持跨学科科学项目,这些项目的范围和复杂性各不相同,从个人研究人员奖励到大型多用户设施。个人研究人员和小团队获得大多数奖项,但中心、研究所和设施都是 MPS 资助研究不可或缺的一部分。这种学科融合和组织研究人员的各种方式使 MPS 能够投资于引人注目的基础科学,这些科学将支撑和推动未来技术的进步,并帮助支持未来几十年强劲的美国经济。通过其中心和研究所计划,MPS 将继续支持前沿科学和从事从基础科学到转化科学的研究的下一代科学家的发展。MPS 中心和研究所涵盖范围广泛,从解决基础数学挑战到开发新材料。研究工具和基础设施是 MPS 将继续资助的关键重点。天文科学、化学、材料研究和物理学领域的中型研究基础设施对于这些学科的发展仍然至关重要。大型研究基础设施也至关重要,并为与国际组织、其他联邦机构和私人基金会建立伙伴关系提供了机会,阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列 (ALMA)、双子座天文台、大型强子对撞机 (LHC) 和国家高磁场实验室等设施就是明证。大型强子对撞机 (LHC) 的升级工程于 2020 年 4 月开始建设,旨在为 NSF 资助的 LHC 探测器做好粒子加速器高亮度运行的准备,而 Vera C. Rubin 天文台项目正在推进智利塞罗帕琼峰顶的物理基础设施以及最先进的数据管理系统和有史以来建造的最大数码相机。丹尼尔 K. 井上太阳望远镜 (DKIST) 位于夏威夷毛伊岛的哈莱阿卡拉山顶,预计于 2021 年底完工,有望成为世界上最强大的太阳天文台。DKIST 在 2020 财年实现了一个关键里程碑,首次看到太阳光芒,以有史以来最高的分辨率拍摄到太阳表面的壮观图像。自 1990 年以来,它探测到引力波
本论文包含我对 LHC 上 ATLAS 实验中质子-质子碰撞物理研究工作的两个不同方面。第一部分侧重于理解和开发校准系统,以便在过渡辐射跟踪器中获得最佳带电粒子重建。本论文中解释的方法是 TRT 中当前使用的校准技术,它适用于 ATLAS 收集的所有数据。由于开发的方法,实现了探测器设计分辨率,甚至在 TRT 的中心区域得到了改进。在第二部分中,介绍了三种不同的分析。由于我对跟踪的兴趣以及 LHC 上可用的新能量范围,第一个分析是研究 900 GeV 和 7 TeV 的多粒子相关性。这项分析是使用 2010 年收集的第一批 ATLAS 数据进行的。研究了两个不同的方面:高阶矩和尝试测量 η 箱中的归一化阶乘矩。本论文中描述的另外两个数据分析侧重于发现超出标准模型的物理学。同号顶夸克和 b 型第四代夸克的搜索就是其中之一。对于这项分析,详细研究了使用错误电荷测量重建轻子的概率。开发了新的数据驱动方法,其中似然技术表现出色,并被 ATLAS 中的其他分析所采用。这项搜索表明数据与标准模型预期一致。最后的分析是寻找最终状态中有两个轻子且横向能量缺失较大的超对称性。详细描述了双玻色子的产生,这是本次分析的主要背景之一。最终测量结果与标准模型预期相比没有超出。
但是,物理学家已经知道,即使使用希格,标准模型也必须不完整。一方面,它无法解释重力。此外,从1970年代开始的观察结果表明,该模型仅占宇宙能量的5%。一种称为暗物质的神秘物质又占25%,而更神秘的“暗能量”占了其余70%。在接下来的几十年中,理论家开发了一组统称为“超对称性”的理论,表明大型强子对撞机(LHC)几乎在欧洲的核研究组织或瑞士日内瓦的CERN几乎完成,可能会出现在前后观察的黑物质颗粒物。这些粒子以及其他标准模型所预测的类似的粒子是Maksimović的目光。
摘要:预先指出对一对im um的长寿命外来颗粒的包容性搜索。搜索使用CMS实验在LHC上收集的数据集,在2016年和2018年在TEV的Proton-Proton碰撞中,对应于97.6 fb-1的综合发光度。实验签名是一对源自与质子相互作用点的常见二级顶点相对电荷的muon,该顶点的距离范围从几百μm到几米。在隐藏的Abelian Higgs模型的框架中解释了结果,其中Higgs玻色子腐烂到一对长寿命的深色光子和简化的模型,其中在异国情调的重型中性标量螺旋子的衰减中产生了长寿颗粒。
计划课时 10 计划时间表 先决条件 实验粒子物理背景 描述 实验物理触发和数据采集系统简介。基本元素和定义:触发延迟和触发速率。触发和数据采集之间的联系:死区时间和繁忙状态。多级触发系统,对撞机高能物理触发器。触发器 - DAQ 和相关系统的集成 事件构建、运行控制、在线数据质量。对撞机 HEP 最相关的触发系统的描述:LHC 实验的触发系统。用于固定目标实验和测试光束设置的触发系统。用于粒子和天体粒子物理的无触发 DAQ 系统。触发系统效率对物理测量的影响。
独特的中央生产过程的测量将使大型强子对撞机物理项目扩展到电弱领域和 QCD 领域成为可能,并且对物理的特殊敏感性超出了标准模型。为此,最近安装了 CMS-TOTEM 精密质子光谱仪,旨在在高亮度大型强子对撞机的正常操作条件下运行。光谱仪由位置和时间探测器组成,安装在距 CMS 两侧交互点约 210 m 的位置,位于称为“罗马罐”的移动结构内,可让您更接近光束。从相互作用中完好无损地出现的散射质子,仅损失了一小部分动量,被光束包络外部的大型强子对撞机磁铁偏转,并用硅像素探测器平面进行测量。相反,需要时间探测器来确定主顶点,利用两侧两个质子的到达时间信息,并在此基础上大大减少由于许多堆积事件而导致的背景。由于探测器将受到高辐射注量(估计约为 3 × 10 15 n eq / cm 2 ),因此 CT-PPS 跟踪器选择了所谓的 3D 硅像素传感器。来自三个主要制造商(CNM、FBK 和 SINTEF)的传感器在实验室和辐照前后的光束上进行了测量,以评估其特性和性能。最终探测器中使用了 CNM 传感器,以及为 CMS 像素跟踪器第一阶段升级而开发的读出芯片。两个六层空间站在 2016/2017 年大型强子对撞机冬季停运结束时进行了组装、测试和安装。探测器的调试正在进行中,通过使用从中心像素跟踪器开始开发的采集软件。检测器已经过校准,能够在 CMS 采集链内获取数据。第一次比对运行的数据已成功收集,分析正在进行中。
ESFRI 路线图的发布提高了全球的认识。2008 年,全球研究基础设施被列入 G8+O5 科学部长第一次会议的议程,路线图正在 OECD 全球科学论坛的背景下进行讨论。这使欧洲在制定政策和计划方面占据了重要地位,以提高其对世界级研究人员和有兴趣靠近世界级研究设施的行业的吸引力。ESFRI 的积极影响现在体现在与澳大利亚、中国、印度、日本、俄罗斯、南非和美国等国家建立一些全球基础设施的讨论中。国际研究基础设施合作的增加令人鼓舞,这已经在卡达拉舍的 ITER、CERN 的 LHC 和 ARGO 等世界级设施中成为现实。