Badanie struktury protonu

Znamy cztery fundamentalne oddziaływania: silne, elektromagnetyczne, słabe i grawitacyjne. Teoria nazywana chromodynamiką kwantową (QCD) opisuje jedno z nich – oddziaływanie silne, czyli zachodzące między kwarkami i gluonami. Obliczenia w ramach QCD są skomplikowane i musimy posiłkować się pewnymi przybliżeniami tej teorii. Równanie ewolucji standardowo wykorzystywane w przybliżonych obliczeniach nazywa się DGLAP (od pierwszych liter nazwisk jego autorów). Poprawnie opisuje ono dane doświadczalne dla dużych przekazów czteropędu (Q2), tak jak zostało to zilustrowane na rysunku obok. Istnieje również inne podejście, nazywane ewolucją BFKL (również od pierwszych liter nazwisk autorów), które powinno lepiej opisywać oddziaływania jeżeli obiekty biorące w nich udział niosą niewielką część pędu protonu (x na rysunku oznacza część pędu podłużnego protonu niesioną przez rozważany obiekt). Fakt ten nie został jeszcze potwierdzony eksperymentalnie.

Geometryczne pokrycie detektora CMS umożliwia pomiary cząstek w obszarze „do przodu” i “do tyłu”, czyli blisko rury wiązki. W tych obszarach działa detektor Hadronic Forward (HF), który jest w stanie zmierzyć pozycję oraz energię strumieni wysokoenergetycznych cząstek, nazywanych dżetami. Dżety są sygnaturą doświadczalną partonów (kwarków i gluonów), które nie mogą występować jako swobodne cząstki i hadronizują zanim zostaną wykryte. Produkcji pary dżetów, z których jeden jest emitowany “do przodu”, a drugi “do tyłu” towarzyszy produkcja obiektów, które niosą niewielką część pędu protonu (małe x). Taką parę dżetów nazywamy parą Muellera-Naveleta (MN).

W ramach grupy warszawskiej CMS przeprowadzana jest analiza danych mająca na celu pomiar dekorelacji kątowej pary dżetów MN oraz sprawdzenie, czy w danych obserwowane są efekty charakterystyczne dla ewolucji BFKL.