Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Pracownicy

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

dr Tomasz Stebel

Adiunkt

pokój B-2-14

tomasz.stebel at uj.edu.pl

Telefon: brak

publikacje [baza INSPIRE]

Badania

W swojej pracy naukowej zajmuję się badaniami teoretycznymi efektów QCD w wysokoenergetycznych zderzeniach hadronów. Można wyróżnić trzy podstawowe tematy mojej aktywności naukowej:

1) Resumacja poprawek QCD związanych z emisją miękkich gluonów. Technika ta polega na wysumowaniu we wszystkich rzędach rachunku zaburzeń poprawek, które odpowiadają emisjom gluonów o małej energii. Celem resumacji jest przede wszystkim redukcja niepewności przewidywań teoretycznych opartych na rachunku perturbacyjnym. W przypadku LHC redukcja błędu teoretycznego związanego z poprawkami QCD ma fundamentalne znaczenie dla możliwości poszukiwania Nowej Fizyki. Wraz z współpracownikami jako pierwsi na świecie rozszerzyliśmy zakres stosowalności formalizmu resumacji na klasę procesów z trzema cząstkami w stanie końcowym. Przeprowadziliśmy resumację poprawek miękko-gluonowych w procesach produkcji ciężkiego bozonu B (gdzie B=W+-, Z0 lub bozon Higgsa) wraz z parą kwarków top: pp→ttB. Procesy te są istotnymi kanałami w poszukiwaniu Nowej Fizyki ze względu na sprzężenia kwarku t do bozonów. Nasze wyniki są obarczone najmniejszymi niepewnościami wśród wszystkich dostępnych przewidywań teoretycznych i wykorzystywane przez eksperymenty w LHC.

2) Analiza efektów niekolinearnych w procesie Drella-Yana. Tzw. kT-faktoryzacja jest bardziej ogólnym założeniem niż standardowo stosowana w fizyce cząstek faktoryzacja kolinearna, gdyż dopuszcza niezerowe pędy poprzeczne partonów w hadronie. Jednym z wyzwań w badaniu tego formalizmu jest precyzyjne wyznaczenie rozkładów pędu poprzecznego partonów (updf). W swojej pracy zajmowałem się kT -faktoryzacją w zastosowaniu do procesu Drella-Yana. Jest to jeden z najważniejszych procesów w fizyce wysokich energii ze względu na relatywną prostotę opisu teoretycznego oraz dużą dokładność pomiarów w eksperymentach akceleratorowych. Wraz z współpracownikami pokazaliśmy, że mierzona eksperymentalnie obserwabla - kombinacja Lam-Tunga - może służyć do wyraźnego obniżenia niepewności updf-ów. W oparciu o formalizm kT-faktoryzacji przeprowadziliśmy analizę teoretyczną amplitud dla procesu Drella-Yana w tzw. kinematyce „do przodu”. Analitycznie obliczyliśmy rozkłady kątowe w tym procesie posługując się transformatą Mellina. Uzyskane wyniki analityczne wykorzystaliśmy do przedstawienia przewidywań teoretycznych, które w oparciu o przyszłe dane doświadczalne pozwolą na analizę efektów pochodzących od tzw. wyższych twistów. Jest to pierwsza tak kompleksowa analiza wyższych twistów w tym procesie i w przyszłości będzie mieć znaczenie w redukcji niepewności wyznaczenia gęstości partonowych. W oparciu o proces produkcji Drella-Yana stowarzyszony z jetem zaproponowaliśmy nowe obserwable testujące efekty kT-faktoryzacji. Nasze badania były pierwszymi na świecie precyzyjnymi przewidywaniami dla takich obserwabli.

3) Wymiany pomeronowe i odderonowe w modelu korelacji ładunku kolorowego w protonie. Istnienie odderonu do dziś nie jest jednoznacznie potwierdzone doświadczalnie, pomimo silnej motywacji teoretycznej wynikającej z QCD. Zbadanie odderonu jest więc jednym z podstawowych problemów QCD. Ekskluzywna produkcja mezonu ηc (mezon zbudowany z kwarku i antykwarku powabnego) w rozpraszaniu elektron–proton jest jednym z najprostszych procesów mogących potwierdzić istnienie odderonu. Z tego powodu określenie wielkości przekroju czynnego na taki proces jest bardzo cenne. Razem z współpracownikami zaproponowaliśmy model, w którym efektywnie można policzyć taki przekrój czynny. Oparty jest on na wyliczeniu korelatorów ładunku kolorowego w protonie. Jako pierwsi na świecie przeprowadziliśmy dokładną analizę numeryczną takich korelatorów. Przedstawiliśmy najdokładniejsze przewidywania teoretyczne dla produkcji ηc w eksperymentach prowadzonych w Jefferson Laboratory oraz w planowanym akceleratorze EIC. Jest to pierwszy tego typu rachunek, a więc jest on podstawą dla grup eksperymentalnych do poszukiwań odderonu.

Wszystkie prowadzone przeze mnie badania teoretyczne są ściśle związane z programami badawczymi współczesnych eksperymentów fizyki cząstek. Pozwala to na bezpośrednią weryfikację uzyskanych wyników teoretycznych, a z drugiej strony daje możliwość eksperymentalnego poszukiwania nieznanych zjawisk wykorzystując wyniki mojej pracy.

Projekty Badawcze

Projekty Badawcze - kierownik

"Efekty wysokoenergetycznej chromodynamiki kwantowej w procesach produkcji fotonów, par leptonowych i ciężkich mezonów", NCN Sonatina 3, nr 2019/32/C/ST2/00202