Browsing by Author "Dziedzic, Bartosz"
Results Per Page
Sort Options
Item Using ALFA detectors for studies of the beam-related background at the LHC(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2021) Dziedzic, Bartosz; Korcyl, Krzysztof; Staszewski, Rafał; Kucewicz, Wojciech; Poźniak, KrzysztofRozprawa porusza problem indukowanego tła wiązki protonowej akceleratora LHC. Indukowane tło wiązki powstaje głównie w wyniku oddziaływania wiązki z infrastrukturą akceleratora oraz w wyniku rozpraszania wewnątrz pakietu protonów. Pomiary indukowanego tła wiązki protonowej wykonuje się przy pomocy dedykowanych detektorów. Detektor taki musi być umieszczony możliwie blisko wiązki oraz powinien umożliwiać pomiary dla poszczególnych pakietów cząstek (ang. bunches). W praktyce detektory są umieszczane w odległościach nie mniejszych niż 50 mm od wiązki LHC, co wynika wprost z budowy akceleratora. Detektor ALFA powstał w celu pomiaru elastycznie rozproszonych protonów w punkcie oddziaływania eksperymentu ATLAS. Elementy detektora są rozmieszczone po obu stronach punktu oddziaływania w odległości około 240~m. Dodatkowo elementy detektora zostały zainstalowane w tzw. Garnkach Rzymskich (ang. Roman Pots) umożliwiających wsunięcie detektorów do rury akceleratora LHC na odległość kilku mm od wiązki. Przedstawione wyżej właściwości detektora pozwoliły autorowi rozprawy postawić tezę że detektor ALFA umożliwia również pomiar indukowanego tła wiązki protonowej. Pomiary rozpraszania elastycznego przy energii wstrzykiwania wiązki LHC, tj. 900 GeV w układzie środka masy oraz przy specjalnej optyce β* = 100 m zostały wykonane w 2018 roku. Poprzedzone były testami przy różnych ustawieniach kolimacji wiązki. W celu przeprowadzenia pomiarów indukowanego tła wiązki protonowej wprowadzono do niej tzw. niezderzające się pakiety, czyli takie, które nie kolidują z pakietami pochodzącymi z drugiej wiązki w żadnym z punktów oddziaływania. Pomiary detektorem ALFA zostały dodatkowo wsparte przez specjalny moduł monitorujący częstotliwości wyzwalania niezależnie dla każdego z pakietów, za którego obsługę i konfigurację odpowiadał autor rozprawy. Analiza została przeprowadzona dla dwóch tzw. runów. W jednym z nich zastosowano kolimatory amorficzne, które są stosowane podczas normalnej pracy akceleratora LHC. W drugim runie zastosowano dodatkowo kolimatory kryształowe. Było to ich pierwsze użycie podczas zbierania danych na akceleratorze LHC. W rozprawie autor wprowadza podstawy dynamiki wiązki protonowej oraz najważniejsze aspekty jej kontrolowania, które są niezbędne do zrozumienia kształtowania się i ewolucji czasowej indukowanego tła wiązki protonowej podczas zbierania danych. Przedstawia również szczegółowy opis budowy detektora oraz przedstawia układy akwizycji danych. Następnie autor przedstawia w jaki sposób zostały zebrane dane wraz z komentarzem do poszczególnych testów kolimacji. W ostatnim rozdziale przedstawiona jest ewolucja czasowa częstotliwości wyzwalania zapisu w~detektorach dla wspomnianych wyżej runów. Pokazano również rozkład tła oraz jego ewolucję czasową. Wyniki przedstawione w niniejszej rozprawie zostały porównane z symulacjami co pozwoliło na dokładniejsze poznanie mechanizmów powstawania indukowanego tła wiązki. W rezultacie zostały opracowane nowe schematy ustawień kolimacji, które mają pozwolić na dalszą redukcję indukowanego tła wiązki protonowej.