Nestenkjernekollisjonar i akseleratoren på CERN

ALICE-eksperimentet er ein av fire store eksperiment ved CERN sin akselerator Large Hadron Collider (LHC). ALICE er designa for å studere kollisjonar mellom blykjernar.  Når blykjernar blir akselererte til tilnærma lysfarten, blir dei flate som pannekaker. Eit viktig omgrep i  kjernekollisjonar er sentraliteten i kollisjonen. I dei mest sentrale kollisjonane er avstanden mellom sentrum i ”blykjernepannekakene”, den såkalla impaktparameteren, tilnærma null, og kjernane overlappar kvarandre fullstendig. I meir perifere kollisjonar er avstanden større enn null, og kjernane overlappar kvarandre berre delvis. I ultraperifere kollisjonar, som har vore temaet for denne avhandlinga, er impaktparameteren større enn summen av radiusane til kjernane, og det er  ingen fysisk overlapp mellom kjernane.

Når kjernane ikkje fysisk overlappar kvarandre, kan dei berre vekselverke ved hjelp av det elektromagnetiske feltet som omgir dei. Den elektromagnetiske krafta blir overførd av foton. Ultraperifere kollisjonar kan delast opp i ulike kategoriar. Eit foton frå den eine kjernen kan kollidere med den andre kjernen, og ein får det ein kallar ein fotonukleær reaksjon. I ein slik reaksjon oppstår det ein ny partikkel, eit såkalla vektormeson, som straks desintegrerer til to nye partiklar, som blir målte i ALICE-detektorane. I denne avhandlinga er sannsynet for at ein slik reaksjon vil skape vektormesonet rho-0 målt. Ein annan kategori av ultraperifere kollisjonar er der eit foton frå den eine kjernen vekselverkar med eit foton frå den andre, såkalla tofotonreaksjonar. I slike tofotonreaksjonar blir det skapt eit par av partiklar av typen lepton, til dømes eit elektron-positron-par, som er studert i denne avhandlinga.

Personalia:

Kyrre Skjerdal vart fødd i 1983, og vaks opp i Førde i Sogn og Fjordane. Han fullførde mastergraden i kjernefysikk ved Universitetet i Bergen i 2008. I perioden 2009-2012 var han stipendiat ved Institutt for fysikk og teknologi på Universitetet i Bergen. Rettleiarar har vore Joakim Nystrand og Dieter Röhrich.  Skjerdal jobbar i dag som høgskulelektor ved Avdeling for ingeniør- og økonomifag på Høgskulen i Bergen.