Chromodynamika kwantowa przewiduje, że w warunkach ekstremalnych temperatur i/lub gęstości, materia jądrowa podlega przejściu fazowemu ze stanu gazu hadronowego do stanu zwanego plazmą kwarkowo-gluonową, który opisany jest przy pomocy partonowych stopni swobody. Jedną z sygnatur powstania plazmy kwarkowo-gluonowej są azymutalne anizotropie w rozkładach pędów poprzecznych cząstek produkowanych z zderzeniach ciężkich jonów przy ultrarelatywistycznych energiach. Eksperyment ATLAS, dedykowany do pomiaru zderzeń proton-proton na akceleratorze LHC w ośrodku CERN w Szwajcarii, zostanie również wykorzystany do badania zderzeń jądrowych, głównie zderzeń ołów-ołów przy energii 5.5 TeV w układzie środka masy nukleon-nukleon. Rozprawa doktorska zawiera oszacowanie możliwości pomiaru azymutalnych anizotropii przy pomocy eksperymentu ATLAS oraz szczegółowe omówienie wyników dotyczących efektów kolektywnej produkcji cząstek w zderzeniach jonów ołowiu. Wyniki te zostały opracowane na podstawie algorytmów wykorzystujących dane symulacyjne, w których zostały zaimplementowane efekty anizotropii. W pracy zostały również przedstawione główne wyniki eksperymentu z wiązkami testowymi, szczególnie tych elementów aparatury eksperymentu ATLAS, które będą wykorzystywane do pomiaru azymutalnych anizotropii.
"Capability of measuring azimuthal anisotropies in Pb-Pb collisions with the ATLAS detector at LHC"
Quantum Chromodynamics predicts that nuclear matter under extreme temperatures and/or densities will undergo a phase change from hadron gas to Quark-Gluon Plasma (QGP), state described with partonic degrees of freedom. One of the most important signatures of QGP are azimuthal; anisotropies in transverse momentum distribution of emitted particles in ultrarelativistic heavy-ion collisions. The ATLAS experiment built at LHC accelerator at CERN in Switzerland is dedicated to studies of proton-proton interactions. The detector is also well suited to study heavy-ion collisions, in particular lead-lead collisions at a centre-of-mass energy 5.5 TeV. This dissertation consists of the estimation of the ATLAS experiment capabilities of measuring the azimuthal angle anisotropies and the detailed analysis of the collective flow results from MC data in which the anisotropy effects were implemented. The main results from the Combined Test Beam are also presented in the thesis, with the focus put on these parts of ATLAS detector which will be used in the azimuthal anisotropies studies.
