Advanced

Identifying charged hadrons on the relativistic rise using the ALICE TPC at LHC

Gros, Philippe LU (2011)
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

En stor fråga för människor, och särskilt fysiker, är hur Universum skapades.

Numera känner alla till Big Bang teorin, där Universum började i en mycket våldsam händelse för fjorton miljarder år sedan.

I det unga Universum (tusentals år efter Big Bang), var materien så het att elektroner och protoner inte var bundna tillsammans i atomer.

Detta kallas plasma, och är materiens tillstånd i solen.

När Universum var mycket yngre och hetare (mikrosekunder efter Big Bang), var inte ens kvarkar och gluoner bundna inom protoner, och materia var ett så kallad kvark-gluon plasma (QGP efter engelskans Quark-Gluon Plasma).



Fysikerna vet väldigt lite om... (More)
Popular Abstract in Swedish

En stor fråga för människor, och särskilt fysiker, är hur Universum skapades.

Numera känner alla till Big Bang teorin, där Universum började i en mycket våldsam händelse för fjorton miljarder år sedan.

I det unga Universum (tusentals år efter Big Bang), var materien så het att elektroner och protoner inte var bundna tillsammans i atomer.

Detta kallas plasma, och är materiens tillstånd i solen.

När Universum var mycket yngre och hetare (mikrosekunder efter Big Bang), var inte ens kvarkar och gluoner bundna inom protoner, och materia var ett så kallad kvark-gluon plasma (QGP efter engelskans Quark-Gluon Plasma).



Fysikerna vet väldigt lite om QGP.

För att förstå det bättre, försöker vi att skapa det med kärnkollisioner vid acceleratorer.

Det är huvudmålet inom fältet högenergetisk tungjonfysik.

Kollisioner av blyjoner med högsta energi sker i experimentet ALICE på CERN i Schweiz.

Energin är nästan femton gånger högre än i tidigare experiment.

I dessa kollisioner kan QGP skapas för en kort ögonblick.

QGP studeras då genom dem många partiklar som kommer från det.

För att detektera alla dessa partiklar, och mäta deras egenskaper, behövs stora och komplexa detektorer, och kraftfulla datorer för analys av de enorma datamängderna.



Denna avhandling beskriver olika delar i analysen av blyjonkollisioner.

Eftersom det bara fanns data från kollisioner tillgänglig från och med mitt tredje år som doktorand, ägnade jag mycket tid att förbereda för det.

Första delen av avhandlingen handlar om en särskilt detektor i ALICE-experimentet: tidprojektionkammaren (TPC).

TPCn är en elegant detektor som registrerar passagen av elektriskt laddade partiklar med god positionupplösning i tre dimensioner och hög effektivitet.

Dessutom kan TPCn hjälpa till med att identifiera många av dessa partiklar.

Arbetet som redovisas här syftar till att bättre förstå och förbättra denna partikelidentifierings förmåga genom tester med olika TPC prototyper och genom att modellera detektorns respons.



Den andra delen av avhandlingen handlar om Grid, ett system som gör det möjligt för forskare i hela världen att använda datorer på många olika institutioner för att bearbeta och analysera data från experimenten.

Grid verkställdes med flera olika mjukvaror (s.k. mellanvara) för olika projekt.

I synnerhet utvecklade ALICE och nordiska institutioner två mellanvaror kallade AliEn och ARC.

För att ge så många forskare som möjligt tillgång till så många datorer som möjligt, försöker man bygga gränssnitt mellan mellanvaror.

Målet med mitt projekt var att utarbeta gränssnittet mella AliEn och ARC.

Grid består av ett antal noder (sk Tier-1) som ofta är stora samlade datorresurser i nationella datorcentra.



Till slut använde jag kunskapen om både TPC och Grid för att analysera data från ALICE.

Efter en kort analys ser vi redan nu hur sammansättningen av partiklar från kollisioner ändras när QGP har skapats. (Less)
Abstract
The chain from hadron collisions to the physics results requires several important links. First

the outcome of the collision is measured by the detectors. Then, the signal from the detector

is processed and transformed into information relevant for the study of the physics processes.

The data is made available to physicists to be analysed and used to improve theories. This

thesis presents work done on no most of these steps for the ALICE experiment at LHC.

First a study of the main processes in the TPC detector for ALICE was done using simulation

and test beam data. The results are shown in paper I. The study was deepened with the

analysis of test beam data from a TPC prototype... (More)
The chain from hadron collisions to the physics results requires several important links. First

the outcome of the collision is measured by the detectors. Then, the signal from the detector

is processed and transformed into information relevant for the study of the physics processes.

The data is made available to physicists to be analysed and used to improve theories. This

thesis presents work done on no most of these steps for the ALICE experiment at LHC.

First a study of the main processes in the TPC detector for ALICE was done using simulation

and test beam data. The results are shown in paper I. The study was deepened with the

analysis of test beam data from a TPC prototype for the ILC, as shown in paper III.

Concurrently, a study on the Grid – computing framework for distributed computing and

storage resources – was performed. This involved the development of an interface module

between the ALICE software AliEn and the ARC software developped in the Nordic coun-

tries. This work is presented in paper II.

Finally, an analysis of the particle identification capabilities of the ALICE TPC was done.

Paper IV shows the results obtain from proton collisions at 7 TeV. The analysis is completed

here with preliminary results on heavy ion collisions. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
supervisor
opponent
  • Haggerty, John, Brookhaven National Laboratory, USA
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
ILC, LHC, ALICE, TPC, Grid, pion spectra
pages
122 pages
defense location
Fysikum, Sal A
defense date
2011-06-10 10:15
ISBN
978-91-7473-142-2
language
English
LU publication?
yes
id
814d9b1c-d16d-4642-babe-75000ad6bf3f (old id 1963069)
date added to LUP
2011-05-24 10:57:28
date last changed
2016-09-19 08:45:17
@misc{814d9b1c-d16d-4642-babe-75000ad6bf3f,
  abstract     = {The chain from hadron collisions to the physics results requires several important links. First<br/><br>
the outcome of the collision is measured by the detectors. Then, the signal from the detector<br/><br>
is processed and transformed into information relevant for the study of the physics processes.<br/><br>
The data is made available to physicists to be analysed and used to improve theories. This<br/><br>
thesis presents work done on no most of these steps for the ALICE experiment at LHC.<br/><br>
First a study of the main processes in the TPC detector for ALICE was done using simulation<br/><br>
and test beam data. The results are shown in paper I. The study was deepened with the<br/><br>
analysis of test beam data from a TPC prototype for the ILC, as shown in paper III.<br/><br>
Concurrently, a study on the Grid – computing framework for distributed computing and<br/><br>
storage resources – was performed. This involved the development of an interface module<br/><br>
between the ALICE software AliEn and the ARC software developped in the Nordic coun-<br/><br>
tries. This work is presented in paper II.<br/><br>
Finally, an analysis of the particle identification capabilities of the ALICE TPC was done.<br/><br>
Paper IV shows the results obtain from proton collisions at 7 TeV. The analysis is completed<br/><br>
here with preliminary results on heavy ion collisions.},
  author       = {Gros, Philippe},
  isbn         = {978-91-7473-142-2},
  keyword      = {ILC,LHC,ALICE,TPC,Grid,pion spectra},
  language     = {eng},
  pages        = {122},
  title        = {Identifying charged hadrons on the relativistic rise using the ALICE TPC at LHC},
  year         = {2011},
}