Struktura nukleonu v termodynamickém přiblížení

  • Vedoucí práce / Supervisor: Mgr. Petr Závada, CSc., DSc.
  • Pracoviště / Workplace: Fyzikální ústav AV ČR
  • Kontakt / Contact: zavada@fzu.cz
Název anglicky / Title English: Nucleon structure in thermodynamic approach
Osnova / Outline: 

Nukleony jsou kompozitní částice tvořené kvarky interagujícími prostřednictvím gluonů v souladu s kvantovou chromodynamikou (QCD). Na tento systém lze efektivně pohlížet jako na statistický soubor, pro nějž lze uplatnit popis pomocí pojmů statistické fyziky a termodynamiky. Tento přístup byl úspěšně demonstrován řadou autorů [1-4] při modelování nepolarizovaných i polarizovaných strukturních či distribučních funkcí. V současnosti se ukazuje, že pohyb kvarků uvnitř nukleonu hraje velmi významnou roli v řadě zajímavých experimentálně měřených efektů, pro jejichž interpretaci je rozvíjení fenomenologických přístupů zahrnujících vnitřní pohyb kvarků zvláště aktuální, viz např. [5] a citace tam uvedené. Cíle: 1. Student se seznámí: - se základními fenomenologickými nástroji pro popis struktury nukleonu (kvark-partonový model, strukturní a distribuční funkce,…) - s elementárními teoretickými pojmy z kvantové elektrodynamiky a chromodynamiky - s dalšími existujícími modely nukleonu (termodynamické modely, kovariantní kvark-partonové modely v 3D representaci, bag-model…) S nejdůležitějšími pojmy se lze seznámit ve standardních učebnicích, např. [6,7]. 2. Student provede konkrétní výpočty charakteristik kvarků uvnitř nukleonu v rámci některých uvedených termodynamických modelů resp. jejich alternativní modifikace a provede kritickou analýzu získaných výsledků. Nastíněné cíle jsou orientační, detailnější náplň práce se bude upřesňovat i v závislosti na tom, zda se bude jednat o formát bakalářské či diplomové práce.

Literatura / reference: 
  1. C. Bourrely, J. Soffer and F. Buccella, Eur. Phys. J. C 23, 487 (2002); Mod. Phys. Lett. A 18, 771 (2003); Eur. Phys. J. C 41, 327 (2005); Mod. Phys. Lett. A 21, 143 (2006); Phys. Lett. B 648, 39 (2007)
  2. R. S. Bhalerao, N. G. Kelkar and B. Ram, Phys.Lett. B 476, 285 (2000)
  3. J. Cleymans and R. L. Thews, Z. Phys. C 37, 315 (1988)
  4. J. Cleymans, G. I. Lykasov, A.N. Sissakian, A. S. Sorin, and O.V. Teryaev, arXiv:1004.2770
  5. A.V. Efremov,P. Schweitzer, O. V. Teryaev and P. Zavada, Phys. Rev. D 83, 054025 (2011)
  6. R. P. Feynman, Photon-Hadron Interactions, Benjamin, NewYork, 1972
  7. I. J. R. Aitchison and A. J. G. Hey, Gauge Theories in Particle Physics, 2nd ed. Adam Hilger, Bristol, 1989

Studium jevů barevné průhlednosti při koherentní a nekoherentní elektroprodukci vektorových mesonů na jádře

  • Vedoucí práce / Supervisor: RNDr. Ján Nemčík, CSc.
  • Pracoviště / Workplace: KF FJFI
  • Kontakt / Contact: nemcik@saske.sk
Název anglicky / Title English: Study of color transparency effects in coherent and incoherent electroproduction of vector mesons off nuclei
 
Osnova / Outline: 

1)Seznámení se s metodou barevného dipólu

2)Pochopení mechanizmu a odpovidajiciho teoretickeho popisu produkce vektorovych
mezonu v procesech \gamma^*-p --> V p a \gamma^*-A --> V A^* resp. \gamma^*-A --> V A, kde V = vektorovy mezon.

3)Provedení základních výpočtů pro celkovy a diferencialni ucinne prurezy.

Literatura / reference: 

Literatura bude upresnena v prubehu reseni bakalarske prace.

Zkoumání fluktuací ve struktuře protonu s pomocí hot spots modelu

  • Vedoucí práce / Supervisor: prof. Guillermo Contreras
  • Pracoviště / Workplace: KF FJFI
  • Kontakt / Contact: jgcn@cern.ch
Název anglicky / Title English: Exploring fluctuations in the structure of the proton with a hot-spot model
Osnova / Outline: 

The internal structure of the proton is made of quarks and gluons. As they are relativistic-quantum objects, the structure of the proton seen in a collision is different in each interaction. Recently, we have proposed a new QCD-inspired model with a fluctuating structure of the proton in the impact-parameter plane [1]. This model has been successful in describing data from HERA and LHC on J/Psi photoproduction. The goal of this work is (1) to explore variations of this model and (2) apply the model to other processes and kinematic ranges.

Some of the possible variations of the model are: to use a Poisson distribution for the number of hot spots at a given energy, to change the size of the proton (or hot spots) with energy or to use different models for the dipole-target cross section. Other processes that can be explored are the production of other vector mesons like psi(2s) or the upsilon family. Other kinematic ranges include virtual photons, and applications to future projects like EIC or LeHC.
Only some of these possibilities, as time allows, will be explored.

Plán práce:
Říjen/Listopad: General introduction to the QCD structure of the proton [2,3]
Listopad/Prosinec: Introduction to the model and reproduction of results in [1]
Prosinec/Leden: Sepsání první části práce a příprava prezentace pro Zimní workshop. 
Únor/Duben: Modification of the model and application to different scenarios.
Duben/Květen: Writing up the thesis.

Literatura / reference: 

[1] Cepila, J. and Contreras, J. G. and Tapia Takaki, J. D. , Energy dependence of dissociative $\mathrm{J/}\psi$  photoproduction as a signature of gluon saturation at the LHC, Phys.Lett. B766 (2017) 186-191
[2] Coughlam, G. G. and Dodd, J. E. and Gripaios, B. M., The Ideas of Particle Physics: An Introduction for Scientists, Cambridge University Press; 3 edition (August 7, 2006)
[3] Cheuk-Yin Wong, Introduction to High-energy Heavy-ion Collisions, World Scientific, 1994

Hydrodynamické modelování srážek těžkých iontů

  • Vedoucí práce / Supervisor: prof. Boris Tomášik
  • Pracoviště / Workplace: KF FJFI
  • Kontakt / Contact: boris.tomasik@fjfi.cvut.cz
Název anglicky / Title English: Hydrodynamic modelling of heavy-ion collisions
Osnova / Outline: 

Vývoj horké kvarkové hmoty, která vzniká ve srážkách atomových jader při ultrarelativistických energiích, je dobře simulován hydrodynamickými modely. Dnešní modely jsou komplexní a modulární, vyžadují precizní modelování počátečních podmínek, zahrnutí vazby mezi prolétajícími spršky partonů a horkou hmotou, model pro přechod z kvark-gluonové tekutiny na plyn interagujících hadronů a metody pro analýzu simulovaných dat. Obsahem tohoto výzkumného úkolu bude vývoj některých modulů takového hydrodynamického přístupu, jakož i simulace s celým modelem a porovnání výsledků s daty.

Literatura / reference: 
  1. W. Florkowski, Phenomenology of Ultra-Relativistic Heavy-Ion Collision, World Scientific, 2010

  2. P. Romatschke, U. Romatschke, Relativistic fluid dynamics in and out of equilibrium, Cambridge University Press, 2019

  3. K. Werner et al., Phys. Rev. C 82 (2010) 044904

  4. M. Schulc, B. Tomášik, Phys. Rev. C 90 (2014) 064910

Neaditivní entropie a bezškálové sítě ve fyzice vysokých energií

  • Vedoucí práce / Supervisor: doc. Michal Šumbera, CSc., DSc.
  • Pracoviště / Workplace: ÚJF AVČR a KF FJFI ČVUT
  • Kontakt / Contact: sumbera@ujf.cas.cz
Název anglicky / Title English: Non-additive entropies and scale-free networks in high energy physics
Osnova / Outline: 

The aim of the proposed work is to study the self-similarity in the multiple production of particles and the influence of quantization of interacting fields on the dynamic development of hot and dense systems created in collisions of hadrons and nuclei at high energies. The approach is based on the use of the non-extensive nature of particle spectra observed in experiments in high energy physics, which are related to the fractal dynamics of particle production. The analytical method of studying spectra will later be supplemented by using the method of scale-free networks. The project fits into the theme of describing the strong interaction in the non-perturbative regime.. Cílem navrhované práce je studium sebepodobnosti při násobné produkci částic a vlivu kvantování interagujících polí na dynamický vývoj horkého a hustého systému vytvořeného při srážkách hadronů a jader při vysokých energiích. Přístup je založen na využití neextenzivního charakteru částicových spekter pozorovaných v experimentech fyziky vysokých energií, které souvisejí s fraktální dynamikou produkce částic. Analytická metoda studia spekter bude později doplněna využitím metody bezškálových sítí. Projekt zapadá do tematiky popisu silné interakce v neporuchovaném stavu režim.

Literatura / reference: 

C.Tsallis: An introduction to nonadditive entropies and a thermostatistical approach to inanimate and living matter, e-Print: 1403.5425 [cond-mat.stat-mech]. C.Y . Wong, G.Wilk, L. J. L. Cirto and C.Tsallis: From QCD-based hard-scattering to nonextensive statistical mechanical descriptions of transverse momentum spectra in high-energy pp and $p\bar p$ collisions, Phys. Rev. D91, no.11, 114027 (2015). R. M. de Oliveira, Samuraí Brito, L. R. da Silva, and Constantino Tsallis: Connecting complex networks to nonadditive entropies. Scientific Reports, 11, 2021. I. Zborovský and M.V. Tokarev: Generalized Z-scaling in proton-proton collisions at high energies, Phys. Rev. D75, 094008 (2007). M. V. Tokarev, A. O. Kechechyan and I. Zborovský: Self-Similarity of Negative Particle Production in Au + Au Collisions at STAR, Phys. Part. Nucl. Lett. 16, no.5, 508-513 (2019).