Studium elektromagnetických procesů v ultra-periferálních srážkách těžkých iontů na Velkém hadronovém urychlovači

Abstract

Práce je věnována popisu elektromagnetických procesů vznikajících během srážek těž- kých iontů při interakci jejich elektromagnetických polí. Během těchto srážek vznikají při procesu γγ → µ+ µ− dimionové páry, které pronikají kvark-gluonovým plazmatem. Cílem práce bylo vytvoření jednoduchého geometrického modelu popisujícího srážky těžkých iontů, jehož implementací byl vytvořen program počítající délky drah produktů elektro- magnetické interakce, které tyto produkty urazí v kvark-gluonovém plazmatu. Dalším krokem bylo simulování centralitně závislého rozšiřování rozdělení akoplanarit dimiono- vých párů, které bylo naměřeno během let 2015 a 2018 detektorem ATLAS na LHC při γγ → µ+ µ− procesu, ke kterému docházelo při Pb+Pb srážkách s těžišťovou ener- gií √ sNN = 5.02 TeV. Při konfiguraci kvadratické závislosti rozmytí akoplanarity bylo možné dobře reprodukovat rozdělení měřených hodnot pro α > 2.10−3 rad. Měření rozdě- lení pro interval α < 2.10−3 rad, kde byl v datech pozorován lokální pokles, nebylo ovšem modelem možné reprodukovat. 1

This thesis contains a study of electromagnetic processes created in heavy-ion collisi- ons during interaction of electromagnetic fields of nuclei. During these collisions, dimuon pairs are produced via γγ → µ+ µ− processes. Dimuon pairs then penetrate quark gluon plasma created in heavy-ion collisions and their kinematics may be altered by the presence of the plasma. The aim of this thesis is to develop simple geometric model that is then im- plemented and a program for measuring the path length of products of electromagnetic processes is delivered. The simulation of centrality dependent acoplanarity broadening is performed. Centrality dependent acoplanarity broadening of dimuon pairs produced in γγ → µ+ µ− processes was previously measured by the ATLAS detector at the LHC in Pb+Pb collisions at √ sNN = 5.02TeV. It was shown that model can reproduce the dis- tribution of acoplanarity measured by ATLAS for α > 2.10−3 rad when the quadratic configuration of path-length dependence of acoplanarity broadening is used. On the con- trary, measurement of acoplanarity distribution for α < 2.10−3 rad cannot be reproduced by the model. 1