mgr Jarosław Andrzej Nowak

Promotor: dr hab. Jan Sobczyk, prof. U.Wr.

Konstruowanie generatora oddziaływań neutrin

I recenzent: dr hab. Danuta Kiełczewska - Instytut Fizyki Doświadczalnej, Uniwersytet Warszawski

II recenzent: prof. dr hab. Marek Zrałek - Instytut Fizyki, Uniwersytet Śląski, Katowice

Celem pracy doktorskiej było stworzenie od podstaw nowego generatora zdarzeń Monte Carlo oddziaływań neutrin ze swobodnymi nukleonami i z jądrami atomowymi. Po pomyślnym przetestowaniu generator ten mógłby zastąpić generator NUX. W stworzonym generatorze wyróżnia się procesy: rozpraszanie kwazielastyczne, rozpraszanie elastyczne oraz produkcję pojedynczych pionów i zdarzenia bardziej nieelastyczne opisywane przez formalizm rozpraszania głęboko nieelastycznego (DIS). Użyto nową parametryzacjię eletromagnetycznych czynników postaci BBBA06 dla rozpraszania kwazielastycznego. W obszarze produkcji rezonansu P33(1232) skorzystano z jednego z istniejących modeli fenomenologicznych - Alvarez-Ruso i in. Inkluzywny przekrój czynny na rozpraszanie nieelastyczne jest obliczany przy pomocy znanych formuł z funkcjami rozkładu partonów GRV94 z poprawkami na funkcje struktury uwzględniające dane rozpraszania elektronów z doświadczenia w JLab. Do poprawnego modelowania przekroju czynnego w obszarze przejściowym w hadronowej masie niezmienniczej, na pograniczu obszaru stosowalności modelu produkcji rezonansów oraz formalizmu DIS skorzystano z idei dualności kwarkowo-hadronowej. Przyjęta procedura opiera się na fenomenologicznej formule na przekrój czynny na produkcję pojedynczych pionów z kilkoma swobodnymi parametrami. Z elektro- i fotoprodukcji wiadomo, że każdy z kanałów jednopionowych należy modelować osobno. Stosując to podejście możliwe było uwzględnienie w przekroju czynnym na produkcję pojedynczych pionów tzw. tła nierezonansowego - wkładu procesów nieelastycznych w obszarze dominacji rezonansu P33. Model hadronizacji oparty jest na modelu LUND fragmentacji struny i jego implementacji w generatorze PYTHIA6. Korzystanie z procedur fragmentacji dostępnych w generatorze PYTHIA6 wymaga jako danych wejściowych układu kwark-dikwark powstałych w wyniku oddziaływania neutrina z nukleonem. Aby uzyskać ten układ, trzeba było przedstawić przekrój czynny jako sumę wkładów od poszczególnych kwarków. Powstały w wyniku oddziaływania kwark tworzy z pozostałym dikwarkiem strunę, która ulega fragmentacji tworząc kolejno hadrony, dopóki układ ma wystarczającą energię. Efekty jądrowe w generatorze opisane są przez model gazu Fermiego i jego rozszerzenia za pomocą przybliżenia lokalnej gęstości i efektywnego potencjału optycznego. Zastosowanie bardziej realistycznego opisu jądra atomowego pozwoliło na usunięcie niefizycznych cięć w spektrach niektórych obserwabli. Wyniki symulacji stworzonego generatora porównano z szeregiem dostępnych danych doświadczalnych. Dodatkowo zbadano i porównano wyniki modelu Marteau i generatora NUX.

1) C.Juszczak, J.A.Nowak, J.T.Sobczyk, Eur. Phys. J. C 39(2005)195 
2) J.A.Nowak, C.Juszczak, J.T.Sobczyk,  Nucl. Phys. B (Proc. Suppl.)139 (2005)272 
3) J.T.Sobczyk, J.A.Nowak, K.M.Graczyk,  Nucl. Phys. B (Proc. Suppl.) 139 (2005) 266 
4) C.Juszczak, J.A.Nowak, J.T.Sobczyk, Nucl. Phys. B (Proc. Suppl.) 159 (2006) 211
5) J.A.Nowak, J.T.Sobczyk, Acta Phys. Pol. B 37 (2006) 1955
6) J.A.Nowak, J.T.Sobczyk,  Acta Phys. Pol. B 37 (2006) 2371 
7) J.A.Nowak, Phys. Scr. T127 (2006) 70