Identifying charged hadrons on the relativistic rise using the ALICE TPC at LHC

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish En stor fråga för människor, och särskilt fysiker, är hur Universum skapades. Numera känner alla till Big Bang teorin, där Universum började i en mycket våldsam händelse för fjorton miljarder år sedan. I det unga Universum (tusentals år efter Big Bang), var materien så het att elektroner och protoner inte var bundna tillsammans i atomer. Detta kallas plasma, och är materiens tillstånd i solen. När Universum var mycket yngre och hetare (mikrosekunder efter Big Bang), var inte ens kvarkar och gluoner bundna inom protoner, och materia var ett så kallad kvark-gluon plasma (QGP efter engelskans Quark-Gluon Plasma). Fysikerna vet väldigt lite om QGP. För att förstå det bättre, försöker vi att skapa det med kärnkollisioner vid acceleratorer. Det är huvudmålet inom fältet högenergetisk tungjonfysik. Kollisioner av blyjoner med högsta energi sker i experimentet ALICE på CERN i Schweiz. Energin är nästan femton gånger högre än i tidigare experiment. I dessa kollisioner kan QGP skapas för en kort ögonblick. QGP studeras då genom dem många partiklar som kommer från det. För att detektera alla dessa partiklar, och mäta deras egenskaper, behövs stora och komplexa detektorer, och kraftfulla datorer för analys av de enorma datamängderna. Denna avhandling beskriver olika delar i analysen av blyjonkollisioner. Eftersom det bara fanns data från kollisioner tillgänglig från och med mitt tredje år som doktorand, ägnade jag mycket tid att förbereda för det. Första delen av avhandlingen handlar om en särskilt detektor i ALICE-experimentet: tidprojektionkammaren (TPC). TPCn är en elegant detektor som registrerar passagen av elektriskt laddade partiklar med god positionupplösning i tre dimensioner och hög effektivitet. Dessutom kan TPCn hjälpa till med att identifiera många av dessa partiklar. Arbetet som redovisas här syftar till att bättre förstå och förbättra denna partikelidentifierings förmåga genom tester med olika TPC prototyper och genom att modellera detektorns respons. Den andra delen av avhandlingen handlar om Grid, ett system som gör det möjligt för forskare i hela världen att använda datorer på många olika institutioner för att bearbeta och analysera data från experimenten. Grid verkställdes med flera olika mjukvaror (s.k. mellanvara) för olika projekt. I synnerhet utvecklade ALICE och nordiska institutioner två mellanvaror kallade AliEn och ARC. För att ge så många forskare som möjligt tillgång till så många datorer som möjligt, försöker man bygga gränssnitt mellan mellanvaror. Målet med mitt projekt var att utarbeta gränssnittet mella AliEn och ARC. Grid består av ett antal noder (sk Tier-1) som ofta är stora samlade datorresurser i nationella datorcentra. Till slut använde jag kunskapen om både TPC och Grid för att analysera data från ALICE. Efter en kort analys ser vi redan nu hur sammansättningen av partiklar från kollisioner ändras när QGP har skapats.