Advanced

Study of Particle Production Mechanisms in PYTHIA 8 using Angular Correlations

Alnefjord, Joakim LU (2017) FYTK02 20171
Theoretical Particle Physics
Department of Astronomy and Theoretical Physics
Abstract
An analysis of two-particle angular correlations was recently performed on measurements taken from pp collisions at $\sqrt{s}$ = 7 TeV by ALICE at the LHC. The correlations for mesons are in good agreement with simulations performed in Monte Carlo event generators such as PYTHIA and PHOJET, but there is a significant difference for baryons. We here investigate particle production mechanisms in PYTHIA 8 by studying their effect on the angular correlations for the particles produced. No obvious errors in these mechanisms are found by the study performed in this thesis.
Popular Abstract (Swedish)
En forskargrupp vid partikelacceleratorn Large Hadron Collider (LHC) har nyligen visat att för en viss mätning så stämmer inte data från experiment överens med resultat från datorsimuleringar. Mätningen som gjordes var en undersökning av vinkelrelationer mellan de partiklar som bildas när andra partiklar kollideras vid väldigt hög energi, vilket innebär en hastighet väldigt nära ljusets.

De partiklar som kolliderades var protoner, som är de positivt laddade partiklarna som finns i atomkärnor. Antalet protoner i kärnan bestämmer atomtypen och atomens kemiska egenskaper, exempelvis har syreatomer 8 protoner i kärnan men kolatomer har bara 6 protoner. I kollisionerna bildas det både partiklar som många har hört talas om som protoner och... (More)
En forskargrupp vid partikelacceleratorn Large Hadron Collider (LHC) har nyligen visat att för en viss mätning så stämmer inte data från experiment överens med resultat från datorsimuleringar. Mätningen som gjordes var en undersökning av vinkelrelationer mellan de partiklar som bildas när andra partiklar kollideras vid väldigt hög energi, vilket innebär en hastighet väldigt nära ljusets.

De partiklar som kolliderades var protoner, som är de positivt laddade partiklarna som finns i atomkärnor. Antalet protoner i kärnan bestämmer atomtypen och atomens kemiska egenskaper, exempelvis har syreatomer 8 protoner i kärnan men kolatomer har bara 6 protoner. I kollisionerna bildas det både partiklar som många har hört talas om som protoner och neutroner, som är byggstenar i atomkärnor , men också partiklar som för många är okända som exempelvis pioner och kaoner. Protoner och neutroner tillhör gruppen baryoner. Pioner och kaoner tillhör gruppen mesoner. För mesonerna är skillnaden mellan experiment och simuleringar liten, men för baryonerna är skillnaden större.

Det finns flera möjliga orsaker som skulle kunna förklara skillnaden mellan experiment och teori. Teorin är väldigt komplicerad och därför används approximationer istället. Är dessa approximationer orimliga? Implementeras approximationerna felaktigt i programmet som simulerar kollisioner? Kan det bero på någon felkälla i analysen av experimentell data? PYTHIA, som är ett vanligt använt simuleringsprogram, stämmer väl överens med experiment på många andra sätt, men inte just i det här fallet. Syftet med denna rapport är att fokusera på programmet för att kunna undersöka specifika delar av teorin individuellt. Detta för att försöka förstå de processer som kan tänkas leda till denna skillnad. Förhoppningsvis kan detta i framtiden leda till att problemet blir löst. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Alnefjord, Joakim LU
supervisor
organization
course
FYTK02 20171
year
type
M2 - Bachelor Degree
subject
keywords
pythia, alice, particle, production, mechanisms, angular, correlations
report number
LU TP 17-13
language
English
id
8926317
date added to LUP
2017-09-28 16:39:34
date last changed
2017-09-28 16:39:34
@misc{8926317,
  abstract     = {An analysis of two-particle angular correlations was recently performed on measurements taken from pp collisions at $\sqrt{s}$ = 7 TeV by ALICE at the LHC. The correlations for mesons are in good agreement with simulations performed in Monte Carlo event generators such as PYTHIA and PHOJET, but there is a significant difference for baryons. We here investigate particle production mechanisms in PYTHIA 8 by studying their effect on the angular correlations for the particles produced. No obvious errors in these mechanisms are found by the study performed in this thesis.},
  author       = {Alnefjord, Joakim},
  keyword      = {pythia,alice,particle,production,mechanisms,angular,correlations},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Study of Particle Production Mechanisms in PYTHIA 8 using Angular Correlations},
  year         = {2017},
}