Advanced

Experimental studies of particle production in ultra-relativistic heavy ion collisions

Nilsson, Pål LU (2001) In Cosmic and Subatomic Physics Dissertation
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

Denna lilla skrift behandlar ett område inom fysiken som kallas högenergetisk tungjonsfysik. Kort förklarat betyder detta att vi studerar kärnmateria under extrema förhållanden, såsom höga temperaturer och höga tryck. För att åstadkomma dessa, kolliderar vi bly- och guldkärnor med mycket höga energier vid partikelacceleratorer, i USA (New York) och i Schweiz (Geneve). När kärnorna kolliderar smälter dessa till en soppa av sina innersta beståndsdelar, kvarkar och gluoner. Är energin tillräckligt hög hoppas vi kunna skapa ett s.k. kvark-gluon plasma, där kvarkarna och gluonerna uppträder som fria partiklar, om än för en kort stund; en miljarddels miljarddels sekund eller så. Man säger att en... (More)
Popular Abstract in Swedish

Denna lilla skrift behandlar ett område inom fysiken som kallas högenergetisk tungjonsfysik. Kort förklarat betyder detta att vi studerar kärnmateria under extrema förhållanden, såsom höga temperaturer och höga tryck. För att åstadkomma dessa, kolliderar vi bly- och guldkärnor med mycket höga energier vid partikelacceleratorer, i USA (New York) och i Schweiz (Geneve). När kärnorna kolliderar smälter dessa till en soppa av sina innersta beståndsdelar, kvarkar och gluoner. Är energin tillräckligt hög hoppas vi kunna skapa ett s.k. kvark-gluon plasma, där kvarkarna och gluonerna uppträder som fria partiklar, om än för en kort stund; en miljarddels miljarddels sekund eller så. Man säger att en fasövergång har ägt rum, ungefär som då kokande vatten övergår i vattenånga. Liknande när vattenångan kondenserar tillbaka till flytande form då den kyls av, kommer kvark-gluon plasmat att kondensera till kärnpartiklar, såsom protoner och neutroner men även andra mer exotiska partiklar som pioner och kaoner. Detta studium visar sig även vara viktigt för vår förståelse av universums tidiga utveckling. Fram till en miljondels sekund efter Big Bang (den stora smällen), bestod universum av ett kvark-gluon plasma som snabbt expanderade. I våra experiment försöker vi återskapa de förhållanden som rådde i universum när det var ungt. För att göra detta har vi konstruerat detektorer, stora som flervåningshus, för att kunna registrera de ytterst små partiklarna. Denna avhandling beskriver bl.a. utvecklingen av mätinstrument, metoder, och hur informationen som kommer från detektorn tas om hand när den används i experimentet. Under experimentets gång genereras gigantiska datamängder, omkring 20MB i sekunden, som sedan analyseras. Avhandlingen innehåller även analys av sådan data, där en uppskattning görs av partikeltätheten och temperaturen hos kärnmaterien skapad i guld-guldkollisioner, vid tio gånger högre energi än tidigare.



Avhandlingen är indelad i fem kapitel, utöver de fem artiklar som avhandlingsarbetet har resulterat i. Första kapitlet är en introduktion till ämnesområdet riktat till icke experter. Den käre läsaren ledsagas genom universums historia som vi känner den, till hur vi studerar Big Bang i laboratoriet. De senare delarna är av mer teknisk natur, där andra kapitlet behandlar WA98 experimentet som kördes på CERN i Schweiz under flera år fram till senhösten 1996. Tredje kapitlet avhandlar PHENIX experimentet på Brookhaven National Laboratory i USA, medan det fjärde innehåller en sammanställning av vad vi har lärt oss vad gäller de mer tekniska delarna av avhandlingen. Sista kapitlet är en kort sammanfattning av artiklarna som återfinns i sin helhet i appendix I-V. (Less)
Abstract
This thesis is about high energy heavy ion physics. Two major experiments, the WA98 at CERN and the PHENIX at Brookhaven National Laboratory, are described. Results from data analysis from both experiments are presented. The WA98 chapter presents particle identification methods and phi-meson measurements. A procedure for calculating efficiency maps for tracking chambers is discussed. The PHENIX chapter gives a technical overview of the Pad Chamber reconstruction software and ends with an analysis of single particle spectra based on 65+65 A GeV Au+Au data. The thesis is based on five papers. The first four describe the development of measurement and analysis methods, while the last paper was the first physics paper from the PHENIX... (More)
This thesis is about high energy heavy ion physics. Two major experiments, the WA98 at CERN and the PHENIX at Brookhaven National Laboratory, are described. Results from data analysis from both experiments are presented. The WA98 chapter presents particle identification methods and phi-meson measurements. A procedure for calculating efficiency maps for tracking chambers is discussed. The PHENIX chapter gives a technical overview of the Pad Chamber reconstruction software and ends with an analysis of single particle spectra based on 65+65 A GeV Au+Au data. The thesis is based on five papers. The first four describe the development of measurement and analysis methods, while the last paper was the first physics paper from the PHENIX experiment and is about charged particle multiplicity. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
opponent
  • Dr Sandoval, Andres
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
Pad chambers, PHENIX, WA98, phi-meson, tracking, single particle spectra, heavy-ion collisions, inverse slope parameters, particle production, RHIC, charged particle multiplicity, pad readout, SPS, Physics, Fysik, Atomic and molecular physics, Atom- och molekylärfysik, Fysicumarkivet A:2001:Nilsson
in
Cosmic and Subatomic Physics Dissertation
pages
196 pages
publisher
Division of Cosmic and Subatomic Physics, Department of Physics, Lund University
defense location
Dept. of Physics, Sal B
defense date
2001-10-05 10:15
external identifiers
  • other:ISRN: LUNFD6/NFFK--2001--1019-SE-140P
ISSN
1101-4202
ISBN
91-7874-141-6
language
English
LU publication?
yes
id
8a68959c-a028-4771-b9fb-a29ac348bc38 (old id 41886)
date added to LUP
2007-08-01 16:20:33
date last changed
2016-09-19 08:44:55
@phdthesis{8a68959c-a028-4771-b9fb-a29ac348bc38,
  abstract     = {This thesis is about high energy heavy ion physics. Two major experiments, the WA98 at CERN and the PHENIX at Brookhaven National Laboratory, are described. Results from data analysis from both experiments are presented. The WA98 chapter presents particle identification methods and phi-meson measurements. A procedure for calculating efficiency maps for tracking chambers is discussed. The PHENIX chapter gives a technical overview of the Pad Chamber reconstruction software and ends with an analysis of single particle spectra based on 65+65 A GeV Au+Au data. The thesis is based on five papers. The first four describe the development of measurement and analysis methods, while the last paper was the first physics paper from the PHENIX experiment and is about charged particle multiplicity.},
  author       = {Nilsson, Pål},
  isbn         = {91-7874-141-6},
  issn         = {1101-4202},
  keyword      = {Pad chambers,PHENIX,WA98,phi-meson,tracking,single particle spectra,heavy-ion collisions,inverse slope parameters,particle production,RHIC,charged particle multiplicity,pad readout,SPS,Physics,Fysik,Atomic and molecular physics,Atom- och molekylärfysik,Fysicumarkivet A:2001:Nilsson},
  language     = {eng},
  pages        = {196},
  publisher    = {Division of Cosmic and Subatomic Physics, Department of Physics, Lund University},
  school       = {Lund University},
  series       = {Cosmic and Subatomic Physics Dissertation},
  title        = {Experimental studies of particle production in ultra-relativistic heavy ion collisions},
  year         = {2001},
}