PhD defense Lucie de Nooij @ UvA

15 mei 2014

Promotiebericht
Nikhef, 22-4-2014

"De werkzame doorsnede van het φ-meson bij √s=7 TeV gemeten met het ATLAS experiment"

Lucie de Nooij, promovenda aan het Nikhef, verdedigt haar proefschrift donderdag 15 mei 2014 aan de Universiteit van Amsterdam.

Het Standaard Model der Elementaire deeltjes beschrijft de elementaire deeltjes, onder andere quarks, en de krachten tussen die deeltjes. Losse quarks komen in de natuur niet voor, ze zijn altijd gebonden in sets van twee of drie quarks. Combinaties van twee quarks heten mesonen. Het φ-meson is een combinatie van een `strange’ en anti-strange quark. Het strange quark is een zwaarder broertje van het up quark.

In een botsing tussen twee protonen met een botsingsenergie van 7 TeV wordt gemiddeld één φ-meson geproduceerd. Deze φ-mesonen vervallen zeer snel, meestal naar twee kaonen, mesonen met een up en een strange quark. Het interessante aan φ-meson is dat ze niet alleen direct in de botsing worden geproduceerd, maar ook in de processen met lagere energieoverdracht daarna. De processen met lagere energie omzetting zijn niet exact te berekenen met wiskundige modellen en dus kan de hoeveelheid geproduceerde φ deeltjes niet precies worden uitgerekend. De modellen worden gekalibreerd met behulp van data, bijvoorbeeld aan de meting in dit proefschrift.

De kans op productie van een φ-meson in een gegeven hoeveelheid botsingen in de LHC is evenredig met de werkzame doorsnede. Deze wordt gepresenteerd als functie van de impuls en hoek. De werkzame doorsnede daalt als functie van beide, mede door de snedes op de kwaliteit van de kaonen waarin het φ-meson vervalt.

Ondanks dat de hoeveelheid geproduceerde strange quarks en dus het aantal φ mesonen niet exact te voorspellen is, beschrijven twee van de onderzochte simulatie modellen de data vrij goed, terwijl twee andere modellen de productie met ongeveer een factor twee onderschatten. De meting is vergeleken met een meting van een ander LHC experiment en komen overeen binnen de systematische onzekerheid. De werkzame doorsnede van het φ-meson kan worden gebruikt om simulatiemodellen te kalibreren en nieuwe modellen te testen.

The φ-meson production cross section measured with the ATLAS detector at √s=7 TeV (pdf)

De promotie vindt plaats op donderdag 15 mei, om 12.00 in de Agnietenkapel, Oudezijds Voorburgwal 231, van de Universiteit van Amsterdam.

Promotor: prof. dr. ir. E.N. Koffeman
Co-Promotor: dr. A.P. Colijn

Contact: Lucie de Nooij