Erste LHC Messung des ATLAS-Experiments veröffentlicht - 16. März 2010

Unter wesentlicher Beteiligung deutscher Physiker Innen hat das ATLAS Experiment die ersten am LHC produzierten Kollisionen untersucht. Sie sind am 16. März zur Veröffentlichung in der Zeitschrift „Physics Letters B“ eingereicht worden. In ca. einer halben Millionen Proton- Proton Kollisionen, die im Dezember 2009 bei einer Schwerpunktsenergie von 900 GeV aufgenommen wurden, wurde die Produktion von geladenen Teilchen vermessen.

Diese Teilchen wurden insbesondere im innersten Teil des Experiments nachgewiesen, der zum großen Teil in Deutschland gebaut wurde und von Beginn der Datennahme an hervorragend funktionierte. Durch das genaue Verständnis der Daten dieser Detektoren konnte eine hohe Präzision der Messung erreicht werden.

Beteiligte Physiker und Physikerinnen vom DESY und den Universitäten Freiburg, Mainz und Wuppertal (v.l.n.r.) Thorsten Kuhl, Christian Schmidt, Grant Gorfine, Markus Warsinsky, Judith Katzy, Regina Kwee, Gerhard Brandt, Urban Bilenc (eingesetzt oben) und Thorsten Voss (eingesetzt unten).

Teilchenproduktion bei dieser Schwerpunktsenergie wird durch phänomenologische Modelle beschrieben, die auf der wohl fundierten Theorie der starken Wechselwirkung aufbauen. Diese Modelle enthalten eine Vielzahl von Annahmen, z.B. über die Vielfachstreuung von Partonen im Proton, die Verteilung der hadronischen Materie im Proton und die Verteilung der Farbladungen im hadronischen Endzustand. Die Anzahl der geladenen Teilchen, ihre Impulsverteilung und die Korrelation dieser Größen sind wesentlich, um diese Annahmen zu überprüfen und zu verfeinern. Sie erlauben auch genauere Vorhersagen für Prozesse bei sehr viel höheren Energien, die in Kürze vom LHC erreicht werden.

Teilchendichte als Funktion der Pseudorapidität im Vergleich mit theoretischen Vorhersagen

Diese Analyse baute auf den Arbeiten von ca. 2000 am ATLAS beteiligten Physiker-Innen auf. Als Teil eines Teams aus mehreren Ländern waren 9 Physiker und Physikerinnen von deutschen Instituten - DESY und den Universitäten Freiburg, Mainz und Wuppertal - an der Analyse direkt beteiligt (siehe Foto). Ihre Beiträge lagen insbesondere im Bereich der Datenanalyse, der Spurrekonstruktion und der Modellvergleiche.

Für diese Untersuchung war ihre Anwesenheit am CERN enorm wichtig, die zum Teil durch die Nutzungsinitiative des BMBF ermöglicht wurde. Ein großer Teil der erforderlichen Rechnungen wurden auf der „National Analysis Facility“ (NAF) am DESY und dem Tier 2 Zentrum in Wuppertal durchgeführt, die durch die Förderung von BMBF und im Rahmen der Helmholtz – Allianz „Physik an der Teraskala“ ermöglicht wurde.

Artikel

arxiv.org

Charged-particle multiplicities in pp interactions at √ s =900GeV measured with the ATLAS detector at the LHC