ИСТИНА

Проект направлен на исследование фундаментальной проблемы теории сильных взаимодействий (Квантовой Хромодинамики, КХД) в новых, малоизученных экстремальных режимах сверхвысоких плотностей энергий и температур, основанное на анализе свойств горячей и плотной партонной материи, образующейся в соударениях ядер высоких энергий. Экспериментальное и феноменологическое изучение множественного рождения частиц в ультрарелятивистских соударениях тяжелых ионов несет важную информацию о (термо)динамическом поведении экстремального состояния КХД-материи - кварк-глюонной плазмы (КГП), формирование которой при достаточно высоких температурах и (или) плотностях барионного заряда предсказывается теорией КХД на решетке. В рамках данного проекта исследуются свойства горячей и сверхплотной КХД-материи, сформированнной в соударениях тяжелых ионов на Большом адронном коллайдере (LHC) в ЦЕРНе. Проведен экспериментальный и феноменологический анализ первых данных, полученных экспериментом Компактный мюонный соленоид (CMS) в соударениях протон-протон и свинец-свинец. Проводимый анализ основан на разработанных участниками проекта методах анализа и моделях: Монте-Карло генераторах событий, алгоритмах реконструкции различных физических объектов и глобальных характеристик события, методах триггирования событий высокого уровня.

За период выполнения проекта проведены работы по развитию, тестированию и оптимизации различных методов анализа экспериментальных данных (алгоритмов реконструкции и триггирования мюонных пар от распада тяжелых резонансов, реконструкции энергии и направления адронных струй, определения угла плоскости ядерной реакции, процедур калибровки адронного калориметра с помощью физических процессов) в рамках компьютерного обеспечения CMS (CMSSW). Эти алгоритмы успешно апробированы на данных CMS/LHC по протон-протонным соударениям при энергиях в с.ц.м. 0.9, 2.36 и 7 ТэВ. Также проведено тестирование работы адронного калориметра CMS с использованием данных по мюонам от космических лучей. Разработан новый генератор событий HYDJET++ для моделирования соударений тяжелых ионов как суперпозиции двух независимых компонент: мягкой, гидродинамической части и жесткого, много-партонного состояния. Проведены тестирование и оптимизация модели и осуществлен подбор параметров, позволяющих описать широкий диапазон физических наблюдаемых в соударениях ионов золота при энергии 200 ГэВ на пару нуклонов в экспериментах на коллайдере RHIC: множественность различных типов адронов, спектры по псевдобыстроте и поперечному импульсу, эллиптические и радиальные потоковые эффекты, двух-частичные импульсные корреляции, рождение J/Psi-резонансов. Проведена адаптация генераторов HYDJET и HYDJET++ к энергиям LHC и выполнено моделирование соударений ионов свинца при энергиях в с.ц.м. 2.76 и 5.5 ТэВ на пару нуклонов, на основе которого установлена чувствительность различных физических наблюдаемых (плотность зарядовой множественности на единицу быстроты, фактор ядерной модификации адронов и адронных струй, эллиптический поток, зависимость корреляционных радиусов от импульса пары пионов) к условиям формирования горячей среды и характеру ее пространственно-временной эволюции. Развитые в ходе выполнения проекта алгоритмы и генераторы событий применены для анализа первых данных CMS/LHC по спектрам адронных струй и эллиптическому потоку частиц в соударениях ионов свинца при энергии в с.ц.м. 2.76 на пару нуклонов с целью получения информации о свойствах образованной КХД-материи.