Simulated pi0–pi0 correlation and test beam performance of the future forward calorimeter in the ALICE experiment
Since the start of Large Hadron Collider (LHC) particle collisions in 2008 all LHC experiments
have provided data to understand the interactions between the fundamental particles. Out of the
LHC experiments ALICE (A Large Ion Collider Experiment) is the dedicated heavy ion experiment,
focusing on the study of Quark-Gluon Plasma (QGP) formed in the collisions between
heavy ions.
After extensive upgrade efforts to the detector setup to withstand the conditions set by the
increased particle beam luminosity for the next physics run (Run 3), the ALICE experiment
started collecting data again in 2022. After Run 3 there will be another upgrade that will include
replacing the three innermost layers in the inner tracking system with a more precise tracker
(ITS3) and adding a new forward calorimeter (FoCal) to the experiment. FoCal extends the
physics analyses to the forward rapidities (near beam pipe) and includes the gluon saturation
physics to the ALICE physics program. The gluon saturation is expected happen at low gluon
momenta but it has not been observed experimentally yet. FoCal is expected to probe the
saturation region and provide constraints to the theory calculations related to gluon distributions
going near the saturation limit.
In this thesis, I present the performance characterization of FoCal silicon pad sensors from two
first FoCal test beams carried on during 2021 and 2022. For the main analysis in this thesis I
have simulated the physics performance of pi0–pi0 correlations measured in FoCal. In addition,
simulation results regarding the event plane performance of Fast Interaction Trigger (FIT), the
new forward trigger installed for Run 3 are presented. The event plane is an estimator for the
heavy ion collision reaction plane and is provided by FIT Run 3 onwards.
...
Large Hadron Collider (LHC) on tuottanut dataa hadronien ja raskaiden ionien törmäyksistä
vuodesta 2008 lähtien. Suurien LHC-kokeiden analyysit törmäyksistä ovat auttaneet ymmärtämään
paremmin hadronien välisiä vuorovaikutuksia. Kokeista ALICE (A Large Ion Collider
Experiment) on rakentanut fysiikkaohjelmansa erityisesti raskasionitörmäysten tutkimukselle.
Raskasionitörmäyksissä muodostuu kuumaa kvarkki-gluoni plasmaa (QGP), joka täytti maailmankaikkeuden
sen ensimmäisten mikrosekuntien aikana.
ALICE-kokeen laitteisto kävi läpi suuren päivityksen, koska LHC kasvatti tuottamiensa hiukkassuihkujen
luminositeettia seuraavalle ajoperiodilleen (ajo 3), joka alkoi 2022. Päivitys oli
tarpeen, jotta laitteistoon kuuluvat ilmaisimet pystyisivät vastaanottamaan suuremman määrän
törmäyksiä ja siten myös dataa. Kolmannen fysiikka-ajon jälkeen ALICE:een on tulossa seuraava
päivitys kahden uuden hiukkasilmaisimen muodossa. Nykyisen ITS:n (Inner Tracking
System) kolme sisintä kerrosta korvataan uutta teknologiaa hyödyntävällä ITS3:lla ja kokeeseen
asennetaan etusuunnan kalorimetri FoCal. FoCal mahdollistaa fysiikka-analyysien laajentamisen
etusuuntaan ja tuo ALICE:n fysiikka-ohjelmaan mukaan gluonien saturaatiofysiikan.
Gluonien saturaationa tunnettua ilmiötä ei olla vielä vahvistettu kokeellisesti. FoCal ylettyy
mittauksissaan niille kinemaattisille alueille, jossa saturaation odotetaan olevan havaittavissa.
Nämä mittaukset tarjoavat myös rajoituksia gluonien jakaumia ennustaville teorialaskuille.
Tähän väitöskirjaan olen koonnut testimittaus- ja simulaatioanalyysejä liittyen FoCal:in suorituskyvyn
tutkimiseen. Vuonna 2021 ja 2022 järjestetyissä mittauksissa testasimme FoCal:in
sensorien toimintaa ja tässä esitelty tekemäni data-analyysi liittyy FoCal:in elektromagneettisen
kalorimetrin silikonisensorien karakterisointiin. Fysikaalisiin tavoitteisiin liittyen FoCal:in kykyä
mitatta neutraalien pionien korrelaatioita. Suuri osa tästä analyysista liittyy korrelaatioihin
liittyvän taustan tutkimiseen ja taustanpoistomenetelmien kehittämiseen. Lisäksi työpanokseni
liittyen ALICE:n uuden FIT-ilmaisimen (Fast Interaction Trigger) kykyyn mitata arvio raskasionitörmäysten
törmäystasolle on sisällytetty tähän kirjaan.
...
Publisher
Jyväskylän yliopistoISBN
978-951-39-9618-5ISSN Search the Publication Forum
2489-9003Metadata
Show full item recordCollections
- JYU Dissertations [775]
- Väitöskirjat [3436]
License
Related items
Showing items with similar title or keywords.
-
Performance of the ALICE Electromagnetic Calorimeter
ALICE Collaboration (IOP Publishing, 2023)The performance of the electromagnetic calorimeter of the ALICE experiment during operation in 2010–2018 at the Large Hadron Collider is presented. After a short introduction into the design, readout, and trigger capabilities ... -
Forward-backward multiplicity correlations in pp collisions at √s = 0.9, 2.76 and 7 TeV
ALICE Collaboration (Springer Berlin Heidelberg, 2015)The strength of forward-backward (FB) multiplicity correlations is measured by the ALICE detector in proton-proton (pp) collisions at √ s = 0.9, 2.76 and 7 TeV. The measurement is performed in the central pseudorapidity ... -
Forward-central two-particle correlations in p–Pb collisions at √sNN = 5.02 TeV
ALICE Collaboration (Elsevier B.V., 2016)Two-particle angular correlations between trigger particles in the forward pseudorapidity range (2.5 < |η| < 4.0) and associated particles in the central range (|η| < 1.0) are measured with the ALICE detector in p–Pb ... -
Study of very forward energy and its correlation with particle production at midrapidity in pp and p-Pb collisions at the LHC
ALICE collaboration (Springer, 2022)The energy deposited at very forward rapidities (very forward energy) is a powerful tool for characterising proton fragmentation in pp and p-Pb collisions. The correlation of very forward energy with particle production ... -
To feed back or to feed forward? : Students' experiences of and responses to feedback in a Finnish EFL classroom
Pollari, Pirjo (Centre for Applied Language Studies, University of Jyväskylä, 2017)Good feedback is a powerful element in learning. Ultimately, however, the impact feedback has on learning depends on how the learner responds to that feedback. So far, foreign or second language studies on feedback have ...