998 resultados para ATLAS, particle physics, SM, ZZ, aTGC
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Position sensitive particle detectors are needed in high energy physics research. This thesis describes the development of fabrication processes and characterization techniques of silicon microstrip detectors used in the work for searching elementary particles in the European center for nuclear research, CERN. The detectors give an electrical signal along the particles trajectory after a collision in the particle accelerator. The trajectories give information about the nature of the particle in the struggle to reveal the structure of the matter and the universe. Detectors made of semiconductors have a better position resolution than conventional wire chamber detectors. Silicon semiconductor is overwhelmingly used as a detector material because of its cheapness and standard usage in integrated circuit industry. After a short spread sheet analysis of the basic building block of radiation detectors, the pn junction, the operation of a silicon radiation detector is discussed in general. The microstrip detector is then introduced and the detailed structure of a double-sided ac-coupled strip detector revealed. The fabrication aspects of strip detectors are discussedstarting from the process development and general principles ending up to the description of the double-sided ac-coupled strip detector process. Recombination and generation lifetime measurements in radiation detectors are discussed shortly. The results of electrical tests, ie. measuring the leakage currents and bias resistors, are displayed. The beam test setups and the results, the signal to noise ratio and the position accuracy, are then described. It was found out in earlier research that a heavy irradiation changes the properties of radiation detectors dramatically. A scanning electron microscope method was developed to measure the electric potential and field inside irradiated detectorsto see how a high radiation fluence changes them. The method and the most important results are discussed shortly.
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We show that the quasifission paths predicted by the one-body dissipation dynamics, in the slowest phase of a binary reaction, follow a quasistatic path, which represents a sequence of states of thermal equilibrium at a fixed value of the deformation coordinate. This establishes the use of the statistical particle-evaporation model in the case of dynamical time-evolving systems. Pre- and post-scission multiplicities of neutrons and total multiplicities of protons and particles in fission reactions of 63Cu+92Mo, 60Ni+100Mo, 63Cu+100Mo at 10 MeV/u and 20Ne+144,148,154Sm at 20 MeV/u are reproduced reasonably well with statistical model calculations performed along dynamic trajectories whose slow stage (from the most compact configuration up to the point where the neck starts to develop) lasts some 351021 s.
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Intravascular brachytherapy with beta sources has become a useful technique to prevent restenosis after cardiovascular intervention. In particular, the Beta-Cath high-dose-rate system, manufactured by Novoste Corporation, is a commercially available 90Sr 90Y source for intravascular brachytherapy that is achieving widespread use. Its dosimetric characterization has attracted considerable attention in recent years. Unfortunately, the short ranges of the emitted beta particles and the associated large dose gradients make experimental measurements particularly difficult. This circumstance has motivated the appearance of a number of papers addressing the characterization of this source by means of Monte Carlo simulation techniques.
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We analyze the influence of the single-particle structure on the neutron density distribution and the neutron skin in Ca, Ni, Zr, Sn, and Pb isotopes. The nucleon density distributions are calculated in the Hartree-Fock+BCS approach with the SLy4 Skyrme force. A close correlation is found between the quantum numbers of the valence neutrons and the changes in the position and the diffuseness of the nuclear surface, which in turn affect the neutron skin thickness. Neutrons in the valence orbitals with low principal quantum number and high angular momentum mainly displace the position of the neutron surface outwards, while neutrons with high principal quantum number and low angular momentum basically increase the diffuseness of the neutron surface. The impact of the valence shell neutrons on the tail of the neutron density distribution is discussed.
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Late on 2011 November 3, STEREO-A, STEREO-B, MESSENGER, and near-Earth spacecraft observed an energetic particle flux enhancement. Based on the analysis of in situ plasma and particle observations, their correlation with remote sensing observations, and an interplanetary transport model, we conclude that the particle increases observed at multiple locations had a common single source active region and the energetic particles filled a very broad region around the Sun. The active region was located at the solar backside (as seen from Earth) and was the source of a large flare, a fast and wide coronal mass ejection, and an EIT wave, accompanied by type II and type III radio-emission. In contrast to previous solar energetic particle events showing broad longitudinal spread, this event showed clear particle anisotropies at three widely separated observation points at 1AU, suggesting direct particle injection close to the magnetic footpoint of each spacecraft, lasting for several hours.We discuss these observations and the possible scenarios explaining the extremely broad particle spread for this event.
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This Masters Thesis is dedicated to the simulation of new p-type pixel strip detector with enhanced multiplication effect. It is done for high-energy physics experiments upgrade such as Super Large Hadron Collider especially for Compact Muon Solenoid particle track silicon detectors. These detectors are used in very harsh radiation environment and should have good radiation hardness. The device engineering technology for developing more radiation hard particle detectors is used for minimizing the radiation degradation. New detector structure with enhanced multiplication effect is proposed in this work. There are studies of electric field and electric charge distribution of conventional and new p-type detector under reverse voltage bias and irradiation. Finally, the dependence of the anode current from the applied cathode reverse voltage bias under irradiation is obtained in this Thesis. For simulation Silvaco Technology Computer Aided Design software was used. Athena was used for creation of doping profiles and device structures and Atlas was used for getting electrical characteristics of the studied devices. The program codes for this software are represented in Appendixes.
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The Lennard-Jones Devonshire 1 (LJD) single particle theory for liquids is extended and applied to the anharmonic solid in a high temperature limit. The exact free energy for the crystal is expressed as a convergent series of terms involving larger and larger sets of contiguous particles called cell-clusters. The motions of all the particles within cell-clusters are correlated to each other and lead to non-trivial integrals of orders 3, 6, 9, ... 3N. For the first time the six dimensional integral has been calculated to high accuracy using a Lennard-Jones (6-12) pair interaction between nearest neighbours only for the f.c.c. lattice. The thermodynamic properties predicted by this model agree well with experimental results for solid Xenon.
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The Two-Connected Network with Bounded Ring (2CNBR) problem is a network design problem addressing the connection of servers to create a survivable network with limited redirections in the event of failures. Particle Swarm Optimization (PSO) is a stochastic population-based optimization technique modeled on the social behaviour of flocking birds or schooling fish. This thesis applies PSO to the 2CNBR problem. As PSO is originally designed to handle a continuous solution space, modification of the algorithm was necessary in order to adapt it for such a highly constrained discrete combinatorial optimization problem. Presented are an indirect transcription scheme for applying PSO to such discrete optimization problems and an oscillating mechanism for averting stagnation.
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Un rseau de seize dtecteurs ATLAS-MPX a t mis en opration dans le dtecteur ATLAS au LHC du CERN. Les dtecteurs ATLAS-MPX sont sensibles au champ mixte de radiation de photons et dlectrons dans la caverne dATLAS et sont recouverts de convertisseurs de fluorure de lithium et de polythylne pour augmenter lefficacit de dtection des neutrons thermiques et des neutrons rapides respectivement. Les collisions haute nergie sont domines par des interactions partoniques avec petit moment transverse pT , associs des vnements de minimum bias. Dans notre cas la collision proton-proton se produit avec une nergie de 7 TeV dans le centre de masse avec une luminosit de 10cms telle que fixe dans les simulations. On utilise la simulation des vnements de "minimum bias" gnrs par PYTHIA en utilisant le cadre Athena qui fait une simulation GEANT4 complte du dtecteur ATLAS pour mesurer le nombre de photons, dlectrons, des muons qui peuvent atteindre les dtecteurs ATLASMPX dont les positions de chaque dtecteur sont incluses dans les algorithmes dAthena. Nous mesurons les flux de neutrons thermiques et rapides, gnrs par GCALOR, dans les rgions de fluorure de lithium et de polythylne respectivement. Les rsultats des vnements de minimum bias et les flux de neutrons thermiques et rapides obtenus des simulations sont compars aux mesures relles des dtecteurs ATLAS-MPX.
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Les dtecteurs pixels Medipix ont t dvelopps par la collaboration Medipix et permettent de faire de l'imagerie en temps rel. Leur surface active de prs de $2\cm^2$ est divise en 65536~pixels de $55\times 55\um^2$ chacun. Seize de ces dtecteurs, les Medipix2, sont installs dans l'exprience ATLAS au CERN afin de mesurer en temps rel les champs de radiation produits par les collisions de hadrons au LHC. Ils seront prochainement remplacs par des Timepix, la plus rcente version de ces dtecteurs, qui permettent de mesurer directement l'nergie dpose dans chaque pixel en mode \textit{time-over-threshold} (TOT) lors du passage d'une particule dans le semi-conducteur. En vue d'amliorer l'analyse des donnes recueillies avec ces dtecteurs Timepix dans ATLAS, un projet de simulation Geant4 a t amorc par John Id\'{a}rraga l'Universit de Montral. Dans le cadre de l'exprience ATLAS, cette simulation pourra tre utilise conjointement avec Athena, le programme d'analyse d'ATLAS, et la simulation complte du dtecteur ATLAS. Sous l'effet de leur propre rpulsion, les porteurs de charge crs dans le semi-conducteur sont diffuss vers les pixels adjacents causant un dpt d'nergie dans plusieurs pixels sous l'effet du partage de charges. Un modle effectif de cette diffusion latrale a t dvelopp pour reproduire ce phnomne sans rsoudre d'quation diffrentielle de transport de charge. Ce modle, ainsi que le mode TOT du Timepix, qui permet de mesurer l'nergie dpose dans le dtecteur, ont t inclus dans la simulation afin de reproduire adquatement les traces laisses par les particules dans le semi-conducteur. On a d'abord talonn le dtecteur pixel par pixel l'aide d'une source de $\Am$ et de $\Ba$. Ensuite, on a valid la simulation l'aide de mesures d'interactions de protons et de particules $\alpha$ produits au gnrateur Tandem van de Graaff du Laboratoire Ren-J.-A.-Lvesque de l'Universit de Montral.
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Dans cette thse, nous prsentons une nouvelle mthode smoothed particle hydrodynamics (SPH) pour la rsolution des quations de Navier-Stokes incompressibles, mme en prsence des forces singulires. Les termes de sources singulires sont traits d'une manire similaire celle que l'on retrouve dans la mthode Immersed Boundary (IB) de Peskin (2002) ou de la mthode rgularise de Stokeslets (Cortez, 2001). Dans notre schma numrique, nous mettons en oeuvre une mthode de projection sans pression de second ordre inspire de Kim et Moin (1985). Ce schma vite compltement les difficults qui peuvent tre rencontres avec la prescription des conditions aux frontires de Neumann sur la pression. Nous prsentons deux variantes de cette approche: l'une, Lagrangienne, qui est communment utilise et l'autre, Eulerienne, car nous considrons simplement que les particules SPH sont des points de quadrature o les proprits du fluide sont calcules, donc, ces points peuvent tre laisss fixes dans le temps. Notre mthode SPH est d'abord teste la rsolution du problme de Poiseuille bidimensionnel entre deux plaques infinies et nous effectuons une analyse dtaille de l'erreur des calculs. Pour ce problme, les rsultats sont similaires autant lorsque les particules SPH sont libres de se dplacer que lorsqu'elles sont fixes. Nous traitons, par ailleurs, du problme de la dynamique d'une membrane immerge dans un fluide visqueux et incompressible avec notre mthode SPH. La membrane est reprsente par une spline cubique le long de laquelle la tension prsente dans la membrane est calcule et transmise au fluide environnant. Les quations de Navier-Stokes, avec une force singulire issue de la membrane sont ensuite rsolues pour dterminer la vitesse du fluide dans lequel est immerge la membrane. La vitesse du fluide, ainsi obtenue, est interpole sur l'interface, afin de dterminer son dplacement. Nous discutons des avantages maintenir les particules SPH fixes au lieu de les laisser libres de se dplacer. Nous appliquons ensuite notre mthode SPH la simulation des coulements confins des solutions de polymres non dilus avec une interaction hydrodynamique et des forces d'exclusion de volume. Le point de dpart de l'algorithme est le systme coupl des quations de Langevin pour les polymres et le solvant (CLEPS) (voir par exemple Oono et Freed (1981) et ttinger et Rabin (1989)) dcrivant, dans le cas prsent, les dynamiques microscopiques d'une solution de polymre en coulement avec une reprsentation bille-ressort des macromolcules. Des tests numriques de certains coulements dans des canaux bidimensionnels rvlent que l'utilisation de la mthode de projection d'ordre deux couple des points de quadrature SPH fixes conduit un ordre de convergence de la vitesse qui est de deux et une convergence d'ordre sensiblement gale deux pour la pression, pourvu que la solution soit suffisamment lisse. Dans le cas des calculs grandes chelles pour les altres et pour les chanes de bille-ressort, un choix appropri du nombre de particules SPH en fonction du nombre des billes N permet, en l'absence des forces d'exclusion de volume, de montrer que le cot de notre algorithme est d'ordre O(N). Enfin, nous amorons des calculs tridimensionnels avec notre modle SPH. Dans cette optique, nous rsolvons le problme de l'coulement de Poiseuille tridimensionnel entre deux plaques parallles infinies et le problme de l'coulement de Poiseuille dans une conduite rectangulaire infiniment longue. De plus, nous simulons en dimension trois des coulements confins entre deux plaques infinies des solutions de polymres non dilues avec une interaction hydrodynamique et des forces d'exclusion de volume.
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En opration depuis 2008, lexprience ATLAS est la plus grande de toutes les expriences au LHC. Les dtecteurs ATLAS- MPX (MPX) installs dans ATLAS sont bass sur le dtecteur au silicium pixels Medipix2 qui a t dvelopp par la collaboration Medipix au CERN pour faire de limagerie en temps rel. Les dtecteurs MPX peuvent tre utiliss pour mesurer la luminosit. Ils ont t installs seize diffrents endroits dans les zones exprimentale et technique dATLAS en 2008. Le rseau MPX a recueilli avec succs des donnes indpendamment de la chane denregistrement des donnes ATLAS de 2008 2013. Chaque dtecteur MPX fournit des mesures de la luminosit intgre du LHC. Ce mmoire dcrit la mthode dtalonnage de la luminosit absolue mesure avec les dtectors MPX et la performance des dtecteurs MPX pour les donnes de luminosit en 2012. Une constante dtalonnage de la luminosit a t dtermine. Ltalonnage est bas sur technique de van der Meer (vdM). Cette technique permet la mesure de la taille des deux faisceaux en recouvrement dans le plan vertical et horizontal au point dinteraction dATLAS (IP1). La dtermination de la luminosit absolue ncessite la connaissance prcise de lintensit des faisceaux et du nombre de trains de particules. Les trois balayages dtalonnage ont t analyss et les rsultats obtenus par les dtecteurs MPX ont t compars aux autres dtecteurs dATLAS ddis spcifiquement la mesure de la luminosit. La luminosit obtenue partir des balayages vdM a t compare la luminosit des collisions proton- proton avant et aprs les balayages vdM. Le rseau des dtecteurs MPX donne des informations fiables pour la dtermination de la luminosit de lexprience ATLAS sur un large intervalle (luminosit de 5 10^29 cm2 s1 jusqu 7 10^33 cm2 s1 .
Squeezed Coherent State Representation of Scalar Field and Particle Production in the Early Universe
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The present work is an attempt to explain particle production in the early univese. We argue that nonzero values of the stress-energy tensor evaluated in squeezed vacuum state can be due to particle production and this supports the concept of particle production from zero-point quantum fluctuations. In the present calculation we use the squeezed coherent state introduced by Fan and Xiao [7]. The vacuum expectation values of stressenergy tensor defined prior to any dynamics in the background gravitational field give all information about particle production. Squeezing of the vacuum is achieved by means of the background gravitational field, which plays the role of a parametric amplifier [8]. The present calculation shows that the vacuum expectation value of the energy density and pressure contain terms in addition to the classical zero-point energy terms. The calculation of the particle production probability shows that the probability increases as the squeezing parameter increases, reaches a maximum value, and then decreases.
