Fra monitorering til fysikk

LHC er en 27 km lang akselerator på CERN som akselererer protoner til nær lysets hastighet. Når protonene kollideres med hverandre skapes forhold som ligner de i det tidlige universet, og lager slik et vindu til tiden like etter big bang. ATLAS-eksperimentet er av de to største detektorene som er konstruert for å måle og studere alle aspekter av kollisjonene. Målet er både å studere standardmodellen, som representerer vå hittil beste forståelse av partikkelfysikk, og lete etter ny fysikk – det vil si fenomener som ikke lar seg forklare innen standardmodellen.

Siden ATLAS er en svært kompleks detektor er det nødvendig å kunne overvåke tilstanden dens kontinuerlig. En del av doktorgradsarbeidet har vært å utvikle programvare som overvåker tilstanden til innerdetektoren, som ligger i sentrum av ATLAS-detektoren. Programvaren, kalt Inner Detector Global Monitoring, sikrer at at informasjonen som blir lagret om kollisjonene er av god kvalitet slik at den kan brukes til å studere fysikken.

Et av hovedmålene til ATLAS er å finne bevis for ny fysikk. De fleste kollisjonene LHC produserer er imidlertid såkalte “minimum bias”-kollisjoner , og disse har blitt studert som en del av dette doktorgradsarbeidet. De tilsynelatende enkle kollisjonene, som kun gir opphav til en håndfull partikler, er svært vanskelig å modellere riktig med utgangspunkt i standardmodellen. Derfor er det viktig å måle egenskapene til kollisjonene presist. Siden de skjer så hyppig kan de overskygge de interessante kollisjonenes om tyder på ny fysikk, og dette forklarer hvorfor det er så viktig å studere dem.

Supersymmetri er en foreslått utvidelse av standardmodellen. Det antas at det finnes en symmetri mellom kraftbærende partikler (bosoner) og partiklene som bygger opp materien (fermioner). For hvert boson skal det finnes en supersymetrisk fermion-partner og vice versa. Denne svært attraktive teorien har imidlertid ikke blitt observert eksperimentelt, og søk etter bevis for (eller mot) supersymmetri er et viktig fokusområde for ATLAS-eksperimentet. Dette doktorgradsarbeidet inneholder en slik data-analyse som tar sikte på å undersøke om det finnes bevis for eksistensen av supersymmetriske partnere.

Personalia:

Konstantinos A. Kastanas er født i Reykjavik i 1985 og oppvokst i Athen. Han tok sin master ved Institutt for fysikk og teknologi, Universitetet i Bergen.