Institutionen för fysik och astronomi

Pågående forskning: ATLAS

Avdelningen för högenergifysik deltar i forskningen om elementarpartikelfysik vid ATLAS-experimentet vid CERNs stora hadronkolliderare LHC (Large Hadron Collider) i Genève. För närvarande fokuseras huvuddelen av forskningen på analys av data från proton–proton-kollisionerna som samlas in från ATLAS. Vi beräknar att samla in en integrerad luminositet av omkring 1 fb–1 till sommaren 2011 och 5–10 fb–1 till slutet av 2012, vilket är tillräckligt för att spåra de flesta av partiklarna i TeV-skala som förutses i teorin om supesymmetri och andra teorier bortom standardmodellen. ATLAS-gruppen vid Uppsala universitet har sedan länge byggt upp expertis i analys av laddade Higgs och tau-triggervillkor. En annan víktig aktivitet inom gruppen är att förbereda uppgraderingen av luminositeten vid LHC (HL-LHC) genom att utveckla ny halvledarteknologi för spårbaserad förstanivåtrigger. Gruppen välkomnar nya doktorander och postdocs att delta i gruppens forskningsprogram vid ATLAS.

Sökandet efter laddade Higgs-bosoner

I standardmodellen svarar en komplex skalär Higgs-dublett för det elektrosvaga symmetribrott som reulterar i endast en fysisk Higgs-boson.

Kontakt 
Arnaud Ferrari

Effektivitetsmätningar vid tau-trigger

Den tyngsta leptonen i standardmodellen är tau. På grund av dess höga massa och starka koppling till Higgs-bosonen är triggning och rekonstruktion av tau-leptonen viktigt i ATLAS och LHC. Tau-leptonen har mycket kortt livstid och sönderfaller i både hadroner och leptoner. Detta gör det komplicerat att identifierra tau-leptonen.

ATLAS-gruppen vid Uppsala univerasitet studerar effektiviteten i den hadroniska tau-trigfern. Mätningar görs både genom att välja ut tau från söndrfallande Z-bosoner och genom omviktining av QCD-sampel. Effektivitetsmätningen med Z-bosoner är överlägsen de med omviktningar av QCD-sampel vad gäller systematiska fel, men det statistiska samplet och vidden av tranvers rörelsemängd för Z-bosonen är begränsade. Därför kompletterar de båda metoderna varandra.

Kontakt
Richard Brenner

Luminositetsuppgraderingen av LHC till High Luminocity LHC (HL-LHC)

Kontakt Richard Brenner

Uppsala-gruppen har tillsammans med grupper i Oslo och Bergen bidragit till den centrala kiseldetektorn (SCT) genom konstruktion och test av 300 kiseldetektormoduler till ATLAS-detektorn. Gruppen hade även en central roll i utvecklingen och konstruktionen av detektorkontrollsystemet (DCS) som nu är i drift i SCT.

Gruppen deltar nu i uppgraderingen av kiselspårdetektorn för HL-LHC. I den pågående utvecklingsfasen studerar vi särskilt möjligheterna till en snabb spårtrigger som skulle kunna hålla triggertakten på en hanterbar nivå trots den ökade luminositeten i HL-LHC. 

Den största utmaningen i byggandet av en spårtrigger är att hantera stora mängder data i realtid. Datareduktionsmetoder, dataöverföring och databehandling står i fokus. Två huvudsakliga koncept studeras:

  • Självinitierad spårtrigger: omfattande datareduktion på detektornivå för att hålla dataflödet inom hanterbar överföringsbandbredd.

  • Kalorimeter/muon-baserad spårtrigger: En förstanivåtrigger (L0) skapas och endast de delar av detektorn inom ett snävt område (ROI = Region Of Interest) läses ut.

Gruppen är involverad i utvecklingen av två utrustningsprojekt för HL-LHCs spårtrigger:

  • Trådlös dataöverföring med mm-vågor: små dimensioner, låg effektföbrukning och låg kostnad kännetecknar teknologin som onödiggör kablar och kontakter med Gbps-kapacitet.

  • 3D-uppbyggnad: teknologi som möjliggör ökad funktionalitet i frontelektroniken, som förkortar signalernas löplängd i elektroniken och tillåter blandning av olika teknologier. Arbetet stöds av AIDA-projektet i EUs 7:e ramverk.