Grupa za eksperimentalnu fiziku elementarnih čestica

izv.prof.dr.sc. Nikola Godinović, FESB
izv.prof.dr.sc. Ilja Doršner, FESB
doc.dr.sc. Damir Lelas, FESB
prof.dr.sc. Ivica Puljak, FESB
Doktorand Toni Šćulac, FESB

Područje istraživanja:

Rekonstrukcija elektrona u CMS detektoru i fizika Higgsovog bozona

Opis istraživanja:

Standardni model (SM) elementarnih čestica i njihovih interakcija je jedna od najcjelovitijih teorija u povijesti fizike koja se razvijala dugi niz godina. Pored izuzetno velikog uspjeha SM-a postoji i niz neodgovorenih pitanja, kao npr. problem divergencije mase Higgsovog bozona, problem slobodnih parametara modela, problem ujedinjenja konstanti vezanja, porijeklo tamne materije… Dugoročna vizija grupe je kontinuirano i aktivno sudjelovanje u Compact Muon Solenoid (CMS) eksperimentu kroz potragu za novom fizikom i doprinose u razvoju nadogradnji CMS detektora. Otkriće Higgsova bozona na CERU-u započelo je novu eru fizike elementarnih čestica s fokusom na precizna mjerenja svojstava Higgsovog bozona i potragu za novom fizikom. Glavni ciljevi istraživanja su rekonstrukcija elektrona u CMS detektoru, mjerenje svojstava Higgsovog bozona i potragom za hipotetskim česticama zvanim leptokvarkovi.

Kontakti s akademskim i drugim institucijama:

– Laboratoire Leprince-Ringuet (LLR), École Polytechnique – Université Paris-Saclay
– The European Organization for Nuclear Research, CERN

Opis dosadašnje suradnje:

Već dugi niz godina postoji jako uspješna suradnja CMS grupe iz Laboratorija Leprince Ringuet (LLR) i CMS grupe iz Splita. Grupa znanstvenika sa Sveučilišta u Splitu aktivan je član CMS kolaboracije od 1994. godine, od kada kontinuirano sudjeluju u svim fazama konstrukcije detektora:

1. Optimizacija dizajna detektora korištenjem simulacija i testiranjem dijelova detektora;
2. Procjena potencijala CMS detektora za otkriće Higgsovog bozona i superčestica;
3. Konstrukcija elektromagnetskog kalorimetra (ECAL) i razvoj programa za rekonstrukciju elektrona i fotona.

Obje grupe su razvile kompetencije u rekonstrukciji elektrona i potrazi za Higgsovim bozon kroz kanal raspada u četiri leptona te su vrlo aktivne u analizi podataka prikupljenih CMS eksperimentom.

Planovi budućih istraživanja:

Analizirati podatke i koncentrirati se na dva glavna cilja projekta: mjerenje svojstava Higgsov bozona i potraga za novom fizikom.

Popis odabranih znanstvenih radova:

• Limits on the Higgs boson lifetime and width from its decay to four charged leptons, CMS Collaboration, Jul 23, 2015. 28 pp. Published in Phys.Rev. D92 (2015) 7, 072010, e-Print: arXiv:1507.06656
• Combined Measurement of the Higgs Boson Mass in $pp$ Collisions at $\sqrt{s}=7$ and 8 TeV with the ATLAS and CMS Experiments, ATLAS and CMS Collaborations, Mar 26, 2015. 45 pp. Published in Phys.Rev.Lett. 114 (2015) 191803, e-Print: arXiv:1503.07589
• Performance of electron reconstruction and selection with the CMS detector in proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 8 TeV, CMS Collaboration, Feb 9, 2015. 63 pp. Published in JINST 10 (2015) 06, e- Print: arXiv:1502.02701
• Constraints on the spin-parity and anomalous HVV couplings of the Higgs boson in proton collisions at 7 and 8 TeV, CMS Collaboration, Nov 12, 2014. 55 pp. Published in Phys.Rev. D92 (2015) 1, e-Print: arXiv:1411.3441
• Constraints on the Higgs boson width from off-shell production and decay to Z-boson pairs, CMS Collaboration, Phys.Lett. B736 (2014) 64, e-Print: arXiv:1405.3455
• Measurement of the properties of a Higgs boson in the four-lepton final state, CMS Collaboration, Dec 18, 2013. 45 pp. Published in Phys.Rev. D89 (2014) 9, e-Print: arXiv:1312.5353
• Combined results of searches for the standard model Higgs boson in $pp$ collisions at $\sqrt{s}=7$ TeV, CMS Collaboration, Feb 2012. Published in Phys.Lett. B710 (2012) 26-48, e-Print: arXiv:1202.1488
• Observation of a new boson at a mass of 125 GeV with the CMS experiment at the LHC, CMS Collaboration, Jul 2012. 42 pp. Published in Phys.Lett. B716 (2012) 30-61, e-Print: arXiv:1207.7235
• Search for the standard model Higgs boson in the decay channel $H$ to $Z Z$ to 4 leptons in $pp$ collisions at $\sqrt{s}=7$ TeV, CMS Collaboration, Feb 2012. Published in Phys.Rev.Lett. 108 (2012)
  111804, e-Print: arXiv:1202.1997