Rychlá simulace šíření čerenkovských fotonů optickou částí detektoru AFP

Bc. Kateřina JIRÁKOVÁ

Diplomová práce

Fast simulation of Cherenkov photons transmission through the optical part of the AFP detector

Abstract:

The main goal of the Time-of-Flight (ToF) AFP detector which has been recently mounted at the LHC accelerator in CERN is to measure arrival time of protons scattered by small angles during collisions at the LHC. The optical part of the ToF AFP consists of 16 "L-shaped" bars made of fused silica called LQbars. Eight of them have a special functional improvement called "taper". Passage of highly relativistic proton through bars causes them to emit Cherenkov radiation that travels through the bar by total reflections into the special multichannel photomultiplier. The aim of this thesis was to implement computer model describing passage of photons of radiation through LQbars with and without taper with regard to the requirement of high time precision. My solutions will be verified with existing so-called full simulation in the widespread tool of particle physicists called GEANT4.

Abstract:

Detektor Time-of-Flight (ToF) AFP, který byl čerstvě nainstalován na urychlovač LHC v CERNu, se zabývá měřením času příletu protonů rozptýlených pod malými úhly při srážkách na LHC. Optická část ToF AFP se skládá ze 16 tyčinek z taveného křemene ve tvaru písmene "L", tzv. LQbarů. Osm LQbarů má navíc funkční vylepšení zvané "taper". Průchod vysoce relativistického protonu tyčinkami v nich způsobí vznik čerenkovského záření, které se dále šíří tyčinkou totálními odrazy až do speciálního mnohokanálového fotonásobiče. Cílem této práce bylo vytvořit počítačový model popisující průchod fotonů záření LQbary, a to jak s taperem, tak bez něj, s ohledem na požadavek vysoké časové přesnosti. Svá řešení porovnám s již existující, tzv. plnou simulací, v rozšířeném nástroji částicových fyziků zvaném GEANT4.

Keywords

LHC, AFP, ToF, detektor času letu, čerenkovská simulace, čerenkovské záření, difrakční proton, urychlovač, částice, LQbar, neuronová sít', perceptron

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 29. 5. 2017

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Mgr. Tomáš Sýkora, Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Fyzika / Aplikovaná fyzika