Pierre Van Mechelen gewoon hoogleraar

Onderzoek Pierre Van Mechelen

Onderzoeksgroep

Expertise

Analyse grote stalen van numerieke gegevens Advies ivm hoge-resolutie (ruimtelijk en energetisch) detectie van straling en deeltjes met behulp van snelle elektronische detectietechnieken. Ontwerp en gebruik van deeltjesversnellers Beschrijving van interacties tussen elementaire deeltjes bij hoge energie

3D SHERPA: 3-dimensionale hadronenstructuur in reguliere Monte Carlo generator voor elektron-ion versneller. 01/10/2024 - 30/09/2027

Abstract

De beperkte kennis van de inwendige structuur van hadronen is een van de belangrijkste factoren die de nauwkeurigheid van theoretische voorspellingen voor precisiemetingen in hoge-energiefysica verlaagt. De Electron-Ion Collider (EIC), de enige grote colliderfaciliteit voor elementaire deeltjesfysica waarvan de start is gepland vóór het einde van de Large Hadron Collider, is gericht op tomografische beeldvorming van de 3D-structuur van protonen en atoomkernen met als doel om deze beperking aan te pakken. Aangezien de meeste ''Monte Carlo (MC) event generators'' vertrouwen op collineaire factorisatie, waar de 3D-structuur van hadronen wordt verwaarloosd, moeten meer geavanceerde theoriën gebruikt worden. Deze moeten numeriek geïmplementeerd en gevalideerd worden om het potentieel van de EIC volledig te benutten. Met dit onderzoeksproject wil ik aanzienlijk verder gaan dan de huidige MC generatoren door SHERPA systematisch uit te breiden om de 3D-structuur van hadronen in de theoretische beschrijving van deeltjesbotsingen op te nemen. Dit hoofddoel zal bereikt worden door het volledige Transversaal Impuls Afhankelijke (TMD) factorisatie kader in te bedden in de MC event generator. Ik stel voor om de eerste tweeschalige TMD parton shower (PS) te schrijven die parton evolutie in zowel energieschaal ? als in snelheid ? uitvoert, wat consistent is met TMD evolutie. Als dit lukt, vormt dit de eerste volledige TMD MC generator die klaar is voor gebruik voor o.a. de EIC-gemeenschap.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Ontsluiten van de charm-Higgs koppeling bij de LHC. 01/01/2023 - 31/12/2026

Abstract

Onze ontdekking van het Higgs deeltje met de LHC experimenten te CERN in 2012 voltooide de verzameling elementaire deeltjes die de materie rondom ons opbouwen. Om zijn centrale plaats in de deeltjesfysica te bevestigen, moeten we de sterkte van de interactie (of koppeling) van het Higgs deeltje met de drie families van quarks en leptonen meten en vergelijken met theoretische voorspellingen. Met behulp van de protonbotsingen verzameld door het CMS experiment bij de LHC, hebben we met succes bijgedragen aan de metingen van deze koppeling aan de zwaarste familie van quarks, i.e. de top en bottom quarks. De volgende stap is om de charm quark-Higgs koppeling te bepalen waarvan men dacht dat deze niet binnen het bereik van de LHC experimenten zou liggen. We stellen een coherent en innovatief experimenteel programma voor om een eerste glimp van deze koppeling mogelijk te maken.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Het CMS experiment bij de Large Hadron Collider in CERN. 01/01/2023 - 31/12/2026

Abstract

Het onderzoek van elementaire deeltjes en hun interacties is een eeuwenoud streven van de mensheid. De Large Hadron Collider (LHC) bij CERN en de monumentale detectoren eromheen verschaffen wetenschappers wereldwijd toegang tot de meest geavanceerde middelen om deze verkenning verder te zetten. Een belangrijke verwezenlijking was de experimentele bevestiging van het Higgs-deeltje in 2012, zo'n 50 jaar nadat het was voorspeld door Robert Brout, François Englert en Peter Higgs. Er blijven echter fundamentele vragen over de werkelijkheid om ons heen, zoals bv. de aard van donkere materie, de asymmetrie tussen materie en antimaterie, de zwakte van gravitatie, of de unificatie van alle krachten. De Compact Muon Solenoid (CMS) detector, waaraan de Vlaamse deeltjesfysica-groepen hebben bijgedragen in het ontwerp, de constructie, het onderhoud, en de werking sinds de jaren '90, maakt het mogelijk om veel theoretische ideeën, voorgesteld om deze vragen te beantwoorden, te onderzoeken. Dit project is essentieel om deze deelname verder te zetten, zodat onze groepen "Run 3" gegevens kunnen verzamelen en analyseren en de CMS-detector kunnen voorbereiden voor de verbeterde High-Luminosity LHC.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Ontwikkeling van de volgende generatie PDFs en exploratie van hun impact 01/10/2022 - 15/11/2027

Abstract

Een nauwkeurige en precieze kennis van PDFs is een belangrijke voorwaarde voor de interpretatie, alsook een cruciaal resultaat, van metingen bij hadron versnellers zoals de LHC. Huidige PDFs worden echter geconfronteerd met uitdagingen op verschillende fronten. Op experimenteel vlak draagt de grotere nauwkeurigheid van de metingen bij tot een toenemende spanning tussen datasets. Met het toenemende aantal, de complexiteit en de nauwkeurigheid van de metingen worden de uitdagingen op methodologisch vlak om schijnbare inconsistenties te begrijpen groter, wat het verder inperken van onzekerheden op de verkregen PDFs in de weg staat. De kleiner wordende experimentele fouten maken het tenslotte ook nodig om theoretische onzekerheden mee te nemen in de bepaling van de PDFs. Dergelijke uitdagingen zullen nog toenemen en kunnen, zonder toegewijde aanpak, een beperking vormen voor toekomstige analyses van LHC data. Het algemeen doel van mijn onderzoeksvoorstel is om deze uitdagingen aan te gaan en de volgende generatie van de toonaangevende MSHT PDFs te ontwikkelen: MSHT2025, met een ongeëvenaarde nauwkeurigheid en precisie. Ik zal ook de impact van deze PDFs bestuderen op een aantal essentiële experimentele metingen bij de LHC. Bovendien zal ik de toonaangevende collineaire PDFs combineren met het baanbrekende formalisme voor transverse-impuls afhankelijke PDFs dat ontwikkeld wordt aan de UAntwerpen, om zo, voor de eerste keer ooit, TMD PDFs te extraheren in een globale fit.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Een nieuwe kijk op het proton in drie dimensies. 01/11/2021 - 31/10/2024

Abstract

Een cruciaal vraagstuk in de moderne deeltjesfysica is de driedimensionale structuur van het proton. Deze bouwsteen van alle zichtbare materie is, volgens de algemeen aanvaarde theorie van de kwantumchromodynamica, opgebouwd uit elementaire quarks en gluonen: de zgn. partonen. Veel versnellerexperimenten worden afdoende beschreven m.b.v. een eenvoudige ééndimensionale aanpak, waarbij men aanneemt dat partonen in dezelfde richting bewegen als het proton waar ze deel van uitmaken. Deze beschrijving faalt echter wanneer experimenten gevoelig zijn aan de interne dynamica of spin correlaties van de partonen, en laat ook niet toe om de belangrijkste eigenschappen: afmeting, massa, spin, van het proton te verklaren. Om deze fundamentele vragen te beantwoorden is het dus onontbeerlijk om de volledige 3D structuur van het proton in kaart te brengen. Deze wordt verkregen uit experimentele data en gekwantificeerd in zgn. transversale impuls afhankelijke partondichtheden (TMDs). In dit project wil ik spinafhankelijke TMDs bestuderen, die vooralsnog onbekend zijn, maar essentieel zijn om de bovenstaande problemen op te lossen. Ik zal hiervoor gebruik maken van een nieuwe methode, ontwikkeld aan de UAntwerpen i.s.m. DESY: de 'Parton Branching' die zijn succes al heeft bewezen in de beschrijving van niet-gepolariseerde TMDs. Dit project is bijzonder actueel aangezien TMDs een drijfveer zijn achter nieuwe vooropgestelde experimenten, o.a. de recent goedgekeurde Electron-Ion Collider (EIC).

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Bepaling van transverse-impuls-afhankelijke parton-distributiefuncties a.h.v. diep-inelastische verstrooiing en Drell-Yan data met de Parton Branching methode. 15/07/2021 - 14/07/2022

Abstract

De zoektocht naar fenomenen voorbij het Standaardmodel van de deeltjesfysica vereist een hoge precisie van voorspellingen van eindtoestanden die resulteren uit deeltjesbotsingen bij hoge energie. Eén van de belangrijkste onzekerheden in theoretische voorspellingen is afkomstig van parton-distributiefuncties, waarvan de evolutie beschreven wordt door kwantum-chromodynamica. The "Parton Branching" methode, die ontwikkeld werd door o.m. de UAntwerpen groep, laat toe om de state-of-the-art beschrijving, gebaseerd op collineaire factorisatie, te verbeteren door het invoeren van de transverse vrijheidsgraden van partonen in hadronen. Met dit project stellen we voor om deze methode toe te passen en fits te maken van transverse-impuls-afhankelijke parton-distributiefuncties aan data van diep-inelastische verstrooiing en Drell-Yan productie bij de HERA and LHC versnellers. Deze nieuwe fits zullen kleur-coherentie effecten beschrijven via een dynamische resolutie schaal voor gluonen bij lage energie en zullen transverse-impulse-afhankelijke splitting-functies gebruiken. Dit zal uiteindelijk bijdragen aan een hogere precisie van theoretische voorspellingen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Voorbij collineaire factorisatie: Het tijdperk van precisiemetingen met voorspellingen van Parton Branching TMDs. 01/10/2020 - 30/09/2024

Abstract

Precisiemetingen hebben een prominente positie bij de LHC alsook in fysica van toekomstige versnellers. Ze maken gebruik van nauwkeurige theoretische voorspellingen. De Parton Branching (PB) methode is een recente methode om dit te verkrijgen. Deze is gebaseerd op de transversale impulsafhankelijke (TMD) factorisatie en beoogt de toepasbaarheid op exclusieve observabelen in een breed kinematisch regime. Het basiselement voor berekeningen van de werkzame doorsnede zijn parton distributiefuncties (PDFs). In tegenstelling tot de veelgebruikte collineaire benadering verwaarloost PB de driedimensionale structuur van het proton niet: de TMD PDFs worden bepaald dankzij de exacte kinematische berekening. In dit projectoverzicht wordt een uitgebreid theorieprogramma voorgesteld om een verbinding tussen de PB en andere benaderingen tot stand te brengen en de PB-nauwkeurigheid van de naaste logaritmische benadering (NLL) naar de eerstvolgende (NNLL) te leiden. De mogelijkheid om lage x samen met kleine qthersommatie in één benadering te voegen met behulp van "TMD splitting functies" zal worden onderzocht. De uitkomst van het project zal een grote stap voorwaarts zijn voor TMD-factorisatie en hersommatie. De theoretische ontwikkelingen zullen resulteren in de nieuwe TMD fit-procedure binnen het xFitter-pakket, met integratie van Drell-Yan data. De nieuwe TMD PDFs zullen worden gebruikt om precieze voorspellingen te doen voor cruciale DY precisiemetingen bij Run III en High Lumi.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

FWO sabbatsverlof 2020-2021 (P. Van Mechelen). 01/02/2020 - 31/01/2021

Abstract

Met deze wetenschappelijke opdracht wil ik drie doelstellingen verwezenlijken, hieronder onderverdeeld in werkpakketten (WP): - het up-to-date brengen van technische vaardigheden in data-analyse in experimentele deeltjesfysica; - studie van geavanceerde onderwerpen in theoretische deeltjesfysica (zowel binnen het standaardmodel (kwantum-chromodynamica) als voorbij het standaardmodel (supersymmetry); - uitwerken van ideeën i.v.m. de analyse en interpretatie van deeltjesbotsingen bij de LHC (near-side ridge, jet-analyses met CASTOR, …).

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

BOF Sabbatsverlof 2020-2021 - Pierre Van Mechelen. 01/02/2020 - 31/01/2021

Abstract

Met deze wetenschappelijke opdracht wil ik drie doelstellingen verwezenlijken, hieronder onderverdeeld in werkpakketten (WP): - het up-to-date brengen van technische vaardigheden in data-analyse in experimentele deeltjesfysica; - studie van geavanceerde onderwerpen in theoretische deeltjesfysica (zowel binnen het standaardmodel (kwantum-chromodynamica) als voorbij het standaardmodel (supersymmetry); - uitwerken van ideeën i.v.m. de analyse en interpretatie van deeltjesbotsingen bij de LHC (near-side ridge, jet-analyses met CASTOR, …).

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Blik op het vroege universum met gravitatiegolven. 01/01/2020 - 31/12/2023

Abstract

Dit project heeft als doelstelling om de onderzoeksactiviteiten van de onderzoeksgroep elementaire deeltjes fysica in het domein van de fundamentele interacties uit te breiden met een studie van gravitatie. Het sterk gekoppelde regime van Einstein's algemene relativiteitstheorie kan nu experimenteel worden getest met observatoria voor gravitatiegolven, waarvan er verschillende in de wereld operatief zijn. Wij stellen voor om ons aan te sluiten bij het VIRGO gravitatiegolven experiment om de gegevens van de gezamenlijke VIRGO/LIGO dataset te analyseren in functie van de detectie van stochastische gravitatiegolven, in analogie met de kosmische achtergrondstraling in ons universum. In tegenstelling tot de kosmische achtergrondstraling die ons enkel een blik laat werpen op de toestand van het heelal toen het al 370 duizend jaar oud was, kunnen we met signalen van primordiale gravitatiegolven terugkijken naar de barensweeën van ons heelal, bij de periode van kosmische inflatie. De zoektocht naar stochastische bronnen van gravitatiegolven moet op lange termijn worden ondersteund door een globaal netwerk van gravitatie telescopen met een verhoogde gevoeligheid. Een toekomstig observatorium van de derde generatie zal de gevoeligheid voor deze en ook andere soorten van gravitatiegolven drastisch verbeteren. Met dit project starten we ook een R&D programma dat sleutelcomponenten voor dit nieuwe observatorium zal ontwikkelen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Ontwikkeling van een nieuwe Monte Carlo generator gebaseerd op TMDs en de Parton Branching methode, en toepassing op hoge-precisie berekeningen van Z en Z-prime boson productie. 01/10/2019 - 30/09/2023

Abstract

De Large Hadron Collider (LHC) laat deeltjefysici toe om te zoeken naar fysica voorbij het standaardmodel (SM). Hiertoe dienen theoretische modellen gebruikt te worden om meetbare observabelen te beschrijven. Monte Carlo (MC) generatoren zijn computationele middelen om interacties tussen deeltjes te beschrijven zoals die plaats hebben bij de LHC. Met dit project zullen modellen ontwikkeld worden voor de beschrijving van de productie van SM Z bosonen, alsook voorbij-het-SM Z' bosonen, en geïmplementeerd worden in een nieuwe MC generator. Deze generator zal gebruik maken van de recent ontwikkelde "Parton Branching" (PB) methode voor de evolutie van transvers momentum afhankelijke parton dichtheden (TMDs) en zal beschikbaar gemaakt worden als instrument voor de analyse door experimentele en fenomenogische samenwerkingsverbanden van fysici. Het TMD formalisme is uitermate geschikt voor de studie van niet-inclusieve observabelen zoals het transvers momentum en correlaties tussen deeltjes in de eindtoestand. De implementatie van de PB methode in een nieuwe MC generator is een van de grootste uitdagingen omdat verschillende componenten van de generator moeten gecombineerd worden in een consistent en correct geheel. En andere uitdaging is de berekening van verstrooiingsamplitudes voor de productie van Z en Z' bosonen gebruik makend van benchmark modellen. Dankzij de implementatie van deze matrix elementen in een generator gebaseerd op TMDs en de PB methode zullen hoge-precisie berekeningen mogelijk worden die zullen bijdragen tot een meer gedetailleerde zoektocht naar fysica voorbij het standaardmodel.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Het CMS experiment bij de Large Hadron Collider te CERN. 01/01/2019 - 31/12/2022

Abstract

Het ontrafelen van de meest fundamentele bouwstenen van de materie en hoe ze op elkaar inwerken om het universum te vormen, behoren tot de meest fascinerende en uitdagende ambities van de mensheid. Deelname aan het CMS experiment bij de LHC deeltjesversneller te CERN biedt toegang tot de voorhoede van dit internationaal onderzoek. Met onze recente ontdekking van het Higgs deeltje zijn nu alle deeltjes van het Standaard Model van deeltjesfysica waargenomen. Dit was de start van een unieke verkenning hoe het Higgs deeltje in het model past. Daarenboven kan het CMS experiment op unieke wijze de voorspellingen van het model experimenteel verifiëren. De aanwezigheid van donkere materie in het universum is slechts een van de open vragen in de deeltjesfysica waarvoor we antwoorden zoeken door het Standaard Model uit te breiden met nieuwe deeltjes en interacties. Veel fenomenen met betrekking tot deze uitbreidingen kunnen met het CMS experiment worden ontdekt. De ambitie van de CMS collaboratie is perfect afgestemd op de Europese Strategie voor Deeltjesfysica, waarbij de verkenning met de LHC en binnenkort met de verbeterde versie als de hoogste prioriteit aangegeven staat.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Kleurverstrengeling in QCD en TeV Jets in hadron botsingen. 01/01/2018 - 31/12/2021

Abstract

Dit onderzoeksvoorstel beoogt de studie van hoog-energetische deeltjes-jets die bijna rug-aan-rug geproduceerd worden in proton botsingen in Run II van de LHC. Onze aanpak erkent dat theoretische voorspellingen in dit nieuwe kinematische gebied gevoelig zijn aan hogere-orde kleur-correlatie effecten, niettegenstaande de hoge transversale impuls van de jets. We zullen geavanceerde QCD factorizatie en hersommatie technieken gebruiken om deze kleurverstrengeling theoretische te beschrijven en om relevante observabelen te onderzoeken die kunnen gemeten door het CMS experiment. Met fenomenologische en experimentele studies kijken we naar de balans in transversale impuls van de jets, de azimutale afstand tussen jets, en de azimutale correlatie tussen de leidende jet en de jet impulsbalans. Het resultaat van deze studies is een set van methodes met grote inpak op de beschrijving van correlaties in eindtoestanden met meerder jets, wat noodzakelijk is voor precisie-studies van het Standaardmodel en voor de zoektocht naar fysica voorbij het Standaardmodel, zowel bij de LHC als bij toekomstige experimenten bij hogere luminositeit.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Het Higgs boson als poort naar nieuwe fysica buiten het Standaard Model (be.h). 01/01/2018 - 31/12/2021

Abstract

In 2012 werd een nieuw elementair deeltje ontdekt bij de LHC versneller van CERN. Tot op vandaag komen haar eigenschappen overeen met het Higgs boson zoals voorspeld binnen het Standaard Model, de huidige theorie van fundamentele interacties in de natuur. Deze ontdekking is de bekroning op 50 jaar onderzoek, met inbegrip van seminaal werk door Belgische pioniers Brout en Englert. De ontdekking heeft ook een nieuw tijdperk in de elementaire deeltjes fysica geopend, met zeer prangende vragen, waaronder de afwezigheid van nieuwe elementaire deeltjes behorende tot nieuwe fundamentele symmetrie in de natuur. De overkoepelende onderzoeksambitie van dit project, geleid door een consortium van theoretici en experimentatoren, is om het Higgs boson als middel te gebruiken om territoria buiten het Standaard Model te onderzoeken. Ten eerste mikken we hier op een precieze meting van de koppeling tussen het Higgs deeltje en de rest van het Standaard Model, inclusief de Higgs zelf-koppeling. We zullen ofwel nieuwe interacties ontdekken, of een reeks van mogelijke hypothesen in deze richting uitsluiten. Tegelijk zullen we naar nieuwe scalaire deeltjes zoeken die aan het reeds gevonden Higgs boson gerelateerd zijn. Tenslotte zullen we het Higgs deeltje gaan gebruiken als probe in een onontdekte wereld van nieuwe deeltjes en interacties die gerelateerd is aan het mysterieuze gedrag van donkere materie en neutrino's. Dit project brengt een groot aantal jonge academici samen die hebben bijgedragen tot de ontdekking van het Higgs boson die nu een brede en originele verderzetting van dit onderzoek wensen uit te voeren aan de grenzen van de hoge-energie fysica.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

De studie van QCD middels jet correlaties bij de LHC versneller. 01/10/2016 - 30/09/2019

Abstract

Het doel van dit project is om een doorgedreven studie van QCD uit te voeren a.h.v. precieze en vernieuwende metingen met het CMS experiment aan de LHC gebruik makend van de Run-II data met een massamiddelpuntsenergie van 13 TeV. Hierbij licht de focus op experimentele metingen van processen die de gangbare collineaire benadering uitdagen, aangevuld met fenomenologische modellen. In het bijzonder zal de studie van correlaties tussen deeltjes-"jets" een uitstekende gevoeligheid opleveren voor de beoogde fysische effecten. Het resultaat van deze metingen is van nut voor theoretici en fenomenologen die Monte Carlo modellen ontwikkelen. Het doel is om een actieve bijdrage te leveren aan de ontwikkeling van het onderzoeksgebied, door nieuwe observabelen en analyse technieken voor te stellen die zullen leiden tot gereduceerde systematische onzekerheden en een betere gevoeligheid voor dynamische effecten in QCD.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Silicon Tracker Endcap ter verbetering van CMS-experiment bij de LHC in CERN. 15/07/2016 - 31/12/2022

Abstract

Gemotiveerd door onze wetenschappelijke nieuwsgierigheid verkennen we zowel de grootste als de kleinste structuren in het universum. Met zijn omtrek van 27 km, laat de Large Hadron Collider in CERN protonen botsen bij de hoogste energieën. Hiermee bestuderen we de meest fundamentele bouwstenen van de materie. De recente ontdekking van het Higgs deeltje door de ATLAS en CMS experimenten werd internationaal bejubeld. De wereldwijde deeltjesfysica gemeenschap ziet de detailstudie van het Higgs deeltje alsook de zoektocht naar tot nog toe onbekende fenomenen in de proton botsingen als top prioriteit. Vanaf 2026 zal de High-Luminosity LHC in CERN tot 10 keer meer gegevens verzamelen. Om dit mogelijk te maken zijn nieuwe detectorsystemen nodig. De Belgische experimentele deeltjesfysici hebben de ervaring en zijn gemotiveerd om hun onderzoek en leiderschap in het CMS experiment verder te zetten. Dit Hercules project omvat de constructie van een innovatieve Tracker Endcap, wat een van de meest cruciale systemen is binnen het CMS experiment. Dit instrument zal de basis zijn van ons onderzoek voor de komende twee decennia.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Zoektocht naar supersymmetrie met 13 TeV proton-proton botsingen bij de LHC met de CMS detector. 01/01/2016 - 31/12/2019

Abstract

Met de ontdekking van het Higgs boson bij de Large Hadron Collider (LHC) bij CERN, aangekondigd in juli 2012, werd een zoektocht van tientallen jaren naar de hoeksteen van het Standaardmodel van de deeltjesfysica succesvol afgesloten. Ondanks de grote nauwkeurigheid waarmee dit model de experimentele gegevens beschrijft, bestaan er overtuigende redenen om nieuwe fysica, voorbij het Standaardmodel, te verwachten. Een van de meest bestudeerde uitbreidingen van dit Standaardmodel is Supersymmetrie (SUSY). Deze theorie beantwoordt meerdere van de fundamentele vragen in het vakgebied door nieuwe, tot nu to niet geobserveerde, deeltjes te voorspellen. De LHC is een unieke plek om SUSY deeltjes te zoeken bij een energie die nooit geëvenaard werd in een laboratorium. De LHC herstart met botsingen tussen protonen in de lente van 2015, met een energie van 13 TeV en een verhoogde intensiteit. De zoektocht naar nieuwe fysica, en in het bijzonder SUSY, is een top prioriteit voor de LHC experimenten. De Vlaamse universiteiten die participeren in het CMS experiment stellen een onderzoeksproject voor bestaande uit een coherente en complementaire set van analyses met als doel de ontdekking van "natuurlijke" SUSY. De resultaten zullen hoe dan ook een directe impact hebben op de toekomst van het vakgebied. Indien SUSY niet bevestigd wordt, verliest het zijn status als meest waarschijnlijke uitbreiding van het Standaardmodel. Bij een ontdekking begint er een nieuwe hoofdstuk voor de deeltjesfysica en ons fundamenteel begrip van ruimte, tijd, en materie, met mogelijk verstrekkende gevolgen voor andere onderzoeksdomeinen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Effecten van polarisatie in hoog-energetische botsingen van nucleonen. 01/01/2015 - 31/12/2015

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Meting van de dubbele parton-interacties bij een 4-jet scenario in proton-proton botsingen bij de LHC met het CMS experiment. 01/02/2014 - 31/07/2014

Abstract

Omwille van de hoge partondichtheid in proton-proton botsingen bij de LHC, is de kans op meerdere parton-interacties per botsingsgebeurtenis niet langer verwaarloosbaar. "Double Parton Scattering" (DPS) is de interactie waarbij elk proton 2 actieve partonen heeft die aanleiding geven tot twee subprocessen. Deze bijkomende interacties kunnen een schaal bereiken die vergelijkbaar is met de primaire interactie zodat ze bij hoge energie experimenteel onderscheidbaar worden. In een interactie met DPS worden twee paren van deeltjesjets verwacht met een specifieke angulaire en impulsdistributie, welke de correlatie tussen de partonen weergeeft. In mijn onderzoeksproject voer ik een meting uit met de CMS detector bij de LHC van observabelen die een directe meting van DPS in een 4-jet scenario mogelijk maken. Dit kanaal kan bestudeerd worden met een groot aantal gegevens en opent brede gebieden in de fase-ruimte waar een DPS signaal domineert t.o.v. achtergrond gebeurtenissen te wijten aan proton-proton botsingen met slechts 1 parton-interactie. Het uiteindelijke doel is om een effectieve werkzame doorsnede te bepalen die in verband staat met de interne structuur van het proton. Hiervoor is een definitie van sjabloondistributies voor signaal en achtergrond noodzakelijk a.h.v. Monte Carlo simulaties, zodat verschillende oplossingen en modellen kunnen getest worden en opdat er een universele keuze kan gemaakt worden. Een betrouwbare en zuivere definitie van de sjablonen kan dan gebruikt worden in alle DPS analyses.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

De zoektocht naar nieuwe QCD dynamica bij de LHC. 01/10/2013 - 30/09/2016

Abstract

De belangrijkste doelstelling van het project is een grondige studie van de kwantum-chromodynamica (QCD), door het uitvoeren van nauwkeurige en nieuwe metingen met het CMS experiment bij de LHC versneller in CERN. Met dit project willen we ons richten op de experimentele metingen van processen die het wijd verspreide beeld van enkelvoudige collineaire parton interacties kunnen uitdagen. De uitkomst van deze metingen is een directe input voor de theorie en geeft feedback aan fenomenologische groepen die verschillende MC model implementaties ontwikkelen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Een nieuwe visie op multi-jet productie bij de Large Hadron Collider. 01/10/2013 - 30/09/2014

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Het CMS experiment bij de Large Hadron Collider te CERN. 01/01/2013 - 31/12/2018

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Experimentele verificatie van elektrozwakke symmetrie breking met de Large Hadron Collider. 01/01/2013 - 31/12/2016

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Zoektocht naar een Higgs-deeltje in vectordeeltjesfusies in de LHC en ontbinding in b-quarks. 01/10/2012 - 31/12/2012

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Studie van proton-proton wisselwerkingen bij een massamiddelpuntsenergie van 7 TeV met de CMS detector bij de Large Hadron Collider in CERN. 01/01/2011 - 31/12/2014

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Studie van de zware-quarkinhoud van het proton met de CMS-detector bij de Large Hadron Collider in CERN. 01/01/2010 - 31/12/2013

Abstract

Dit projectvoorstel beoogt de studie van de zware-quarkinhoud van het proton via de meting van deeltjesjets geïnitieerd door een bottom quark samen met een Z boson in proton-proton botsingen, gebruik makend van de CMS detector bij de Large Hadron Collider. We stellen voor om de verkregen resultaten te vergelijken met theoretische voorspellingen op basis van verschillende factorisatie-schema's in perturbatieve quantum-chromodynamica.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Commissioning van de reconstructie, trigger en simulatie methoden ontwikkeld voor de CMS detector door middel van de eerste laag energetische protonbotsingen. 01/01/2010 - 31/12/2013

Abstract

Het op punt stellen van de werking van de opgebouwde CMS detector en de technieken om de proton botsingen te reconstrueren, is primordiaal voor een succesvolle exploitatie van de CMS detector bij de LHC te CERN. De laag energetische protonbotsingen die in 2009 en 2010 geregistreerd worden, zullen we gebruiken om zowel de verschillende subdetectoren te calibreren en om de performantie van diverse trigger-, simulatie- en reconstructietechnieken te bestuderen. Hiervoor gaan we uit van onze gecombineerde kennis van de detector en de fysica fenomenologie verworven via andere FWO projecten. Samen met deze andere projecten vormt dit project een natuurlijk en coherent geheel om tot een optimale exploitatie van de CMS detector te komen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Zoektocht naar ADD-gravitonen met CMS-experiment bij de LHC. 01/10/2009 - 15/04/2011

Abstract

In dit project stel ik voor om het bestaan van gravitonen, zoals voorspeld in het ADD-model, te onderzoeken via de jet+MET ("missing transverse energy")-eindtoestand in proton-proton interacties bij de LHC-versneller. Gebruik makend van de CMS-detector, de Belgische GRID-infrastructuur en mijn eerdere ervaring in de experimentele hoge-energiefysica, opgedaan tijdens mijn opleidingen tot bachelor en master in de fysica,wil ik de botsingsgegevens die gekarakteriseerd worden door de mono-jet signatuur verzamelen en analyseren. Hiertoe wens ik een optimalisatie van de trigger- en analyse-algoritmes door te voeren gebaseerd op de eerste gegevens verzameld door de CMS-detector en het eerdere werk gebaseerd op Monte Carlosimulaties (uitgevoerd door o.a. Marco Cardaci) verder te zetten.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Deelname van de UA, UGent en VUB in het CERN CMS (Compact Moun Solenoïd) experiment aan de LHC (Large Hedron Collider) in CERN. 01/01/2008 - 31/12/2012

Abstract

Dit project maakt deel uit van de zg. Big Science financiering voor deelname aan grote internationale onderzoeksfaciliteiten. De financiering laat de deelname toe aan het CMS experiment in CERN en behelst logistieke steun onder de vorm van personeel, bijdragen tot de 'Maintenance and Operation' van de detector en uitbouw van lokale GRID infrastructuur.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Studie van proton-proton interacties in het CMS-experiment bij de Large Hadron Collider in CERN. 01/01/2007 - 31/12/2010

Abstract

Dit project heeft als doel de gegevens te analyseren die verzameld zullen worden met de CMS-detector bij de LHC-versneller. Het behelst voornamelijk het onderzoek naar de top-quark en naar zgn. "diffractie en voorwaartse fysica". Hiertoe zal bijgedragen worden tot de uitbouw van een Belgisch TIER-2 GRID rekencentrum.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Studie van de sterke wisselwerking en speurtocht naar "Nieuwe Fysica" met behulp van "voorwaarts" geproduceerde deeltjes aan de Large Hadron Collider in CERN. 01/01/2007 - 31/12/2010

Abstract

De Large Hadron Collider, LHC, in CERN zal in 2007 opstarten. De onderzoeksgroep EDF van de UA neemt deel aan het experiment CMS. De belangrijkste doelstellingen van het experiment betreffen de electrozwakke symmetrie-breking, speurtocht naar 'Nieuwe Fysica' zoals Supersymmetrie of extra dimensies en de studie van sterke-wisselwerking processen. Het zg. 'Voorwaartse Fysica' programma, in dit project uiteengezet, stelt zich tot doel de detectiemogelijkheden van het CMS experiment aanzienlijk uit te breiden voor diffractieve and 'voorwaartse' fysica studies. Het project concentreert zich op de unieke mogelijkheden die detectie van voorwaartse protonen biedt in de speurtocht naar 'Nieuwe Fysica' signalen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Studies van partonen met zeer lage Bjorken-x aan de Large Hadron Collider (LHC) met de CASTOR calorimeter van het Compact Solenoid Experiment (CMS) in CERN. 01/01/2007 - 31/10/2007

Abstract

Dit project beoogt de studie van 'voorwaartse fysica' in pp botsingen bij 14 TeV (Tera-eV) massamiddelpuntsenergie met behulp van de CASTOR calorimeter, een subdetector van de CMS detector aan de LHC in CERN. Monte-Carlo studies van Drell-Yan lepton-paar productie zullen worden uitgevoerd om de detector efficienties, energie-resolutie en achtergronden af te schatten. Software modules zullen worden ontwikkeld om de energie-response van CASTOR te bepalen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Deelname aan het CMS (Compact Muon Solenoïd) project in het CERN. 01/07/2006 - 31/12/2007

Abstract

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Elementaire deeltjesfysica. 01/01/2006 - 31/12/2015

Abstract

Experimenteel onderzoek in deeltjesfysica a.h.v. detectoren bij de HERA en LHC versnellers.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Experimentele studie van diffractieve interacties en parton-verzadigingseffecten a.h.v. het CMS-experiment bij de Large Hadron Collider (CERN). 01/05/2005 - 30/04/2009

Abstract

De CMS-CASTOR calorimeter meet energie-afzettingen in botsingen tussen protonen en zware ionen, geproduceerd door de LHC in een rapiditeitsinterval tussen 5.2 and 6.6. Deze detector laat toe om de voorwaartse energiestroom te meten, alsook de productie van "jets" and "rapidity gaps" bij voorwaartse rapiditeit. De motivering voor de bouw van deze detector omvat de studie van de onderliggende gebeurtenis, QCD evolutie en parton dynamica en diffractie. In het kader van dit project wordt de CASTOR Monte Carlo simulatie-code, gebaseerd op GEANT, gevalideerd met test bundel gegevens verkegen in 2007, 2008 en 2009 met een prototype-versie van de detector. De eerste proton-proton botsingen verzameld in 2009 en 2010 worden geanalyseerd en de voorwaartse energiestroom wordt gemeten en vergeleken tussen minimaal gebiaseerde botsingsgebeurtenissen en botsingsgebeurtenissen met een harde schaal gegeven door een jet die centraal in rapiditeit wordt geproduceerd.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Bijdrage tot het ontwerp en de constructie van een detector voor het CMS experiment nabij de Large Hadron Collider (LHC) te CERN. 01/01/2004 - 31/12/2009

Abstract

Micro Gap Tellers zijn een nieuw type detectoren voor geladen deeltjes met volgende eigenschappen: hoge ruimtelijke resolutie, grote telsnelheid, stralingsbestendig. Verschillende parameters van dit type detectoren zal geoptimaliseerd worden en een groot prototype gebouwd, bestaande uit een 70-tal elementaire cellen van elk 10 bij 10 cm.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Experimentele studie van diffractieve dissociatie in hoog-energetische elektron-proton botsingen. 01/10/2001 - 30/09/2004

Abstract

Dit project behandelt de experimentele studie van de structuur en wisselwerking van het uitgewisselde foton in elektron-proton botsingen, als functie van de virtualiteit van het foton. Daartoe wordt de veeldeeltjes-eindtoestand geanalyseerd in fotoproductie en diep-inelastische interacties. De deeltjes- en transversale energiedichtheid, lokale en lange-afstandscorrelaties tussen deeltjes onderling en de distributie van de transversale impuls moeten inzicht verschaffen in de dynamiek van foton-proton botsingen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Experimentele studie van de structuur van het uitgewisselde foton in hoogenergetische electron-proton botsingen. 01/10/1998 - 30/09/2001

Abstract

Dit project behandelt de experimentele studie van de structuur en wisselwerking van het uitgewisselde foton in elektron-proton botsingen, als functie van de virtualiteit van het foton. Daartoe wordt de veeldeeltjes-eindtoestand geanalyseerd in fotoproductie en diep-inelastische interacties. De deeltjes- en transversale energiedichtheid, lokale en lange-afstandscorrelaties tussen deeltjes onderling en de distributie van de transversale impuls moeten inzicht verschaffen in de dynamiek van foton-proton botsingen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

    Project type(s)

    • Onderzoeksproject