Electroweak bosons as probes of quark-gluon plasma

Abstract

Title: Electroweak bosons as probes of quark-gluon plasma Author: Radek Jirásek Department: Institute of Particle and Nuclear Physics Supervisor: Mgr. Martin Rybář, Ph.D, Institute of Particle and Nuclear Physics Abstract: This thesis is focused on heavy-ion physics which aims to improve our understanding of the strong interaction as well as of the quark-gluon plasma. Such an exotic state of matter exists only in the extreme conditions which could be achieved in the lead-lead collisions in the LHC at CERN. Hence we will discuss the physics of accelerators and detectors. We will outline the structure and properties of the ATLAS experiment, one of the detectors on the LHC. Later, we aimed at the physics behind the heavy-ion collisions. We describe what the quark-gluon plasma is and how we can use electroweak bosons to probe it. Basic of our analysis procedures will be introduced, as well as the principles of simulation of data with the Pythia8 model. The main goal of this work is to study the re-clustering of the jets and how that changes their properties. Then we focused on the properties of the electroweak bosons and how they could help us with the study of the quark-gluon plasma. In the end, we estimate the number of events that could be expected to observe in future measurements on ATLAS in heavy-ion...

Název práce: Elektroslabé bosony jako nástroj pro studium kvark-gluonového plazmatu Autor: Radek Jirásek Katedra: Ústav částicové a jaderné fyziky Vedoucí bakalářské práce: Mgr. Martin Rybář, Ph.D, Ústav částicové a jaderné fyziky Abstrakt: Fyzika srážek těžkých iontů se zabývá otázkami silné interakce a studiem kvark-gluonového plazmatu. Extrémních podmínek potřebných pro vznik tohoto exotického skupenství látky se dá dosáhnout například ve stážkách jader olova na urychlovači LHC v CERNu. Proto v první kapitole budeme diskutovat právě urychlovače a detektory, jak fungují a jaké se především používají v experimentu ATLAS, který je jedním z detektoru na LHC. Dále se zaměříme na fyziku v pozadí těžko-iontových srážek, co to kvark-gluonová plazma je a jak ji lze zkoumat pomocí elektroslabých bosonů. Představíme také základní nástroje analýzy, které v práci používáme a postup simulace dat pomocí Pythia8 softwaru. Dále se zabýváme znovu-klastrováním jetů a jak tato procedura ovlivní vlastnosti jetů. Poté diskutujeme vlastnosti elektroslabých bosonů a jak je lze využít ke studiu kvark-gluonového plazmatu. Na závěr jsme pomocí simulací odhadli, jaké počty jetových událostí o určitých hybnostech lze očekávat v následujících měřeních na ATLAS detektoru pro těžko-iontové srážky očekávat. Klíčová slova: ATLAS,...