EKSPERIMENTALNA FIZIKA OSNOVNIH DELCEV - F9
- ATLAS in LHCb pri Velikem hadronskem trkalniku LHC v CERNu
- Belle in Belle II na asimetričnem trkalniku elektronov in pozitronov v KEK
- Observatorij Pierre Auger
- Center za distribuirano računanje
- Razvoj instrumentacije za osnovne delce in medicinsko slikanje
Vodja odseka
Prof. dr. Rok Pestotnik, Rok.Pestotnik@ijs.si
Tajništvo
Maja Tišler, tajnistvof9@ijs.si
Telefon: (01) 477 37 42
Eksperiment ATLAS raziskuje procese pri trkih protonov z energijo 13 TeV in preverja napovedi Standardnega modela, kamor sodi odkritje Higgsovega bozona. Enako pomembno je iskanje procesov, ki bi kazali na novo fiziko osnovnih delcev. V eksperimentu ATLAS skrbimo za delovanje detektorskega sistema pri zajemanju podatkov in sodelujemo pri računalniški obdelavi podatkov.
Eksperimenta Belle in Belle II, ki delujeta na trkalniku elektronov in pozitronov KEKB oziroma SuperKEKB v Tsukubi na Japonskem, sodita med eksperimente na področju t. i. obzorja natančnosti v eksperimentalni fiziki osnovnih delcev. Cilj je odkrivanje doslej neznanih delcev in procesov, enotno poimenovanih Nova fizika (NF). Ti so med drugim odgovorni za to, da živimo v vesolju, v katerem snov (delci) popolnoma prevladuje nad antisnovjo (antidelci). V spektrometru Belle II skrbimo za delovanje identifikacijskih sistemov in sodelujemo pri računalniških simulacijah trkov.
Eksperiment LHCb, ki deluje na Velikem hadronskem trkalniku LHC v CERN-u, prav tako sodi med eksperimente na področju t. i. obzorja natančnosti. Medtem ko eksperimenta Belle in Belle II proučujeta delce, nastale pri trkih elektronov in pozitronov, LHCb raziskuje delce, nastale pri trkih protonov. V spektrometru skrbimo za delovanje RICH sistemov in sodelujemo pri nadgradnji eksperimenta
Observatorij Pierre Auger zaznava kozmične žarke z energijami nad 10¹⁸ eV. Tovrstni delci v zemeljski atmosferi povzročijo pljusk sekundarnih delcev. Iz lastnosti pljuska lahko ocenimo izvor, energijo in tip primarnega delca. Kozmični žarki z visokimi energijami priletijo v atmosfero zelo redko, zato je potrebna nadvse obsežna merilna naprava. Observatorij Pierre Auger obsega površino 3000 km² v provinci Mendoza v Argentini.
Observatorij CTAO (Cherenkov Telescope Array Observatory) predstavlja naslednjo generacijo zemeljskih observatorijev za opazovanje visokoenergijskega gama sevanja iz vesolja. Njegov cilj je raziskovanje najbolj energijskih pojavov v vesolju ter iskanje signalov nove fizike. Člani odseka sodelujemo pri razvoju fotodetektorjev ter pri simulacijah in analizi podatkov.
Center za distribuirano računanje je večinoma namenjen simulaciji in rekonstrukciji podatkov, zajetih pri eksperimentu ATLAS, manjši del zmogljivosti pa je namenjen eksperimentoma LHCb in Belle II. Kapaciteta računskega centra SiGNET Tier-2 znaša 6500 jeder in 4,5 PB shranjevalnega prostora, propustnost mednarodne povezave v omrežje LHCONE pa 30 Gb/s. V distribuirano računanje sta vključena večnamenski računski center NSC na Institutu Jožef Stefan ter računski center ARNES. Center SiGNET omogoča procesiranje več tisoč nalog na več kot 100 TB podatkih v obdobju nekaj ur.
Razvoj detektorjev je usmerjen v več smeri: silicijevi monolitni CMOS detektorji, detektorji s časovno ločljivostjo nekaj deset pikosekund in diamantni detektorji za uporabo v visoko radiacijskem okolju. Naslednja smer je razvoj detektorjev za meritve Čerenkovih fotonov za eksperimenta Belle II in LHCb ter razvoj detektorjev z visoko časovno ločljivostjo za medicinsko slikanje. Aplikacijam v medicini je namenjen tudi razvoj detektorja PET in sistema za večkanalno branje dozimetrijskih senzorjev.