Exploitation des données LEP pour la fragmentation : Une analyse orientée TMD des paires pi+pi-[...]

CEA Paris-Saclay Laboratoire structure du nucléon (LSN); Saclay; Sur place; EUR 40 000 - 60 000; Plein temps

Résumé du poste

Un laboratoire de recherche en physique nucléaire à Saclay recherche un doctorant pour un projet sur l'extraction des fonctions de fragmentation à partir de données archivées d'expériences du CERN. Le projet implique l'analyse des taux de production des paires de pions de charges opposées et nécessite des compétences en extraction de données, simulations, et physique des particules.

Qualifications

• Accès à des données historiques avec des logiciels obsolètes.
• Extraction de distributions physiques clés.
• Simulations Monte Carlo pour interpréter les résultats.

Responsabilités

• Maîtriser l'accès aux données archivée.
• Extraire les distributions angulaires.
• Simuler les collisions avec Pythia pour comparaison.

Description du poste

Overview

Topic description

La mesure des hadrons produits dans les collisions révèle le mécanisme de fragmentation, où les quarks et les gluons forment des hadrons détectables. Les Fonctions de Fragmentation (FF) décrivent la probabilité de ce processus, mais elles ne sont pas calculables théoriquement. Elles doivent donc être extraites expérimentalement en ajustant des modèles aux données.

Les FF dépendantes du moment transverse (TMDFF) décrivent plus précisément l'impulsion transverse des hadrons produits. Pour les mesurer, une réaction idéale est la production de paires de pions de charges opposées (pi+pi-) dans les collisions électron-positron (e+e-).

Ce projet propose d'exploiter l'initiative OpenData du CERN pour analyser les données archivées de l'expérience LEP (DELPHI ou ALEPH). L'objectif est d'y mesurer le taux de production des paires pi+pi- en fonction de leur moment transverse.

La première étape consiste à maîtriser l'accès à ces données historiques et leurs logiciels parfois obsolètes. Ensuite, il faudra extraire les distributions physiques clés, comme les distributions angulaires. La troisième étape est de simuler ces mêmes collisions avec un générateur comme Pythia pour comparer et interpréter les données. L'analyse identifiera ensuite les observables les plus sensibles aux TMDFF via des simulations.

Le résultat sera intégré à une analyse globale de données, devenant la première à inclure des données e+e-, pour une extraction bien plus précise des TMDFF. Cela permettra de repousser les frontières de notre connaissance des mécanismes non-perturbatifs de la fragmentation des partons.

This project aims to advance our understanding of quark and gluon fragmentation by performing the first-ever extraction of Transverse-Momentum-Dependent Fragmentation Functions (TMDFFs) for charged pions using archived data from LEP experiments like DELPHI or ALEPH.

Fragmentation Functions, which describe how partons form detectable hadrons, are non-perturbative and must be determined from experimental data. TMDFFs provide more detailed information about the transverse momentum of these hadrons. An ideal process to study them is the production of back-to-back pi+pi- pairs in electron-positron annihilations, a measurement surprisingly absent from both past and current experiments.

Le projet s'appuie sur l'initiative CERN OpenData pour accéder à ces données historiques. Le travail est structuré en trois étapes clés : premièrement surmonter le défi technique d'accès aux données avec des logiciels potentiellement obsolètes ; deuxièmement extraire les distributions physiques pertinentes, telles que le moment transverse des paires de pions ; et troisièmement utiliser des simulations Monte Carlo (par exemple Pythia8) pour interpréter les résultats.

Une étape cruciale de l'analyse sera d'identifier les observables les plus sensibles aux TMDFF via des simulations. L'analyse finale utilisera des techniques modernes pour assurer une estimation robuste de toutes les incertitudes. Une fois la mesure réalisée, elle sera intégrée à une analyse globale des données TMD, améliorant significativement la précision des TMDFF et repoussant les limites de notre connaissance de la QCD non perturbative.

Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale

Département : Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers

Service : Service de Physique Nucléaire

Laboratoire : Laboratoire structure du nucléon (LSN)

Date de début souhaitée : 01-10-

Ecole doctorale : PHENIICS (PHENIICS)

Directeur de thèse : BOSSU Francesco

Organisme : CEA

Laboratoire : DRF / IRFU / SPhN

Funding category : Public / private mixed funding

Funding further details :