Disputas: Katarina Pajchel

Prøveforelesning

Bedømmelseskomité

Dr. Peter Hansen, Niels Bohr instituttet, København
Professor Kerstin Jon-And, Stockholms universitet
Professor Trine Tveter, Universitetet i Oslo

Leder av disputas:  Jøran Idar Moen

Veileder:  prof. Farid Ould-Saada og prof. Lars Bugge

Sammendrag

Alle eksperimenter innen høyenergi-partikkelfysikk har til nå vært i forbløffende overensstemmelse med teorien som kalles Standard Modellen. Likevel tyder de teoretiske beregningene og presisjonsmålingene på at det ikke kan være det fulle bildet. Teorien beskriver fysikken bare ved relativt lave energier. En av de beste kandidatene for en utvidet teori som gir fornuftige forutsigelser også ved høye energinivåer er Supersymmetri, også kalt SUSY. Denne postulerer at det for hver kjent vanlig partikkel finnes en supersymmetrisk partner. Disse er like på alle måter, unntatt masse og en kvantemekanisk egenskap som kalles spinn.

Hvis naturen er Supersymmetrisk burde vi kunne finne disse partiklene. At vi ikke har sett dem til nå skyldes at de er tyngre enn de vanlige partiklene. Den nye akseleratoren Large Hadron Collider (LHC) ved CERN og eksperimentet ATLAS som Eksperimentell Partikkelfysikk-Gruppen ved Universitetet i Oslo er involvert i, er designet for blant annet å søke etter slike nye partikler. Arbeidet kan best sammenlignes med å lete etter en nål i høystakken. Men hvis en nål er veldig spesiell og skiller seg ut fra alt det andre, er det likevel håp om å finne den. Prosesser med tre elektroner eller muoner, såkalte leptoner, er nettopp en slik sjelden, men tydelig signatur. Denne avhandlingen beskriver ulike analysestrategier og viser at søk etter kollisjoner som gir tre slike partikler kan være et viktig bidrag til oppdagelsen av SUSY. Hvis Naturen realiserer en SUSY-modell med lave partikkelmasser, vil en allerede med relativt små mengder data kunne observere tydelige avvik fra de kjente fysikkprosessene.

For noen spesielle klasser SUSY-modeller kan prosesser som gir tre leptoner være den eneste mulige måten å oppdage dem på. Hvis Naturen er slik, vil en pålitelig observasjon av sjeldne SUSY-partikler kreve at en samler inn store mengder data. Slike datasett vil mest sannsynlig først være tilgjengelige etter den planlagte oppgraderingspausen i 2012.

Generelt er kollisjonsprosesser hvor nye spennende partikler dannes veldig sjeldne. Derfor vil vi ved LHC studere enorme mengder kollisjoner. Det innebærer store mengder innsamlede data som distribueres og prosesseres av tusenvis av fysikere over hele kloden. Dette løses ved hjelp av det verdensomspennende databehandlingsnettverket Grid. En viktig del av arbeidet i denne avhandlingen er knyttet til utvikling og kjøring av ulike verktøy for distribuert databehandling ved hjelp av NorduGrid som Eksperimentell Partikkelfysikk-Gruppen har vært med på å bygge opp.

Eksperimentene og fysikken knyttet til LHC har stor betydning for vår forståelse av universets utvikling og oppbygning. Derfor er det også viktig å formidle eksperimentenes utvikling og resultater til et bredt publikum. Avhandlingens siste del beskriver ulike populærvitenskapelige prosjekter som Pajchel har vært involvert i i løpet av doktorgradsarbeidet.

Kontaktperson

For mer informasjon, kontakt Sanja Koristovic.