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Fundamental properties and time-scan of QCD matter at high densities and temperature exposed by jet substructure in heavy ion collisions with CMS experiment at the LHC

Projektbeschreibung

Untersuchung von Phasenübergängen in Quark-Gluon-Plasma bei hohen Temperaturen

Die Quantenchromodynamik befasst sich mit der starken Interaktion zwischen Quarks und Gluonen. Die Hochtemperaturphase dieser Elementarteilchen kann experimentell untersucht werden, indem auf hochenergetische Kollisionen schwerer Ionen zurückgegriffen wird. Das EU-finanzierte Projekt QCDHighDensityCMS zielt darauf ab, mehrere grundlegende, seit Langem bestehende Fragen zu den starken Kräften und der Evolution der hochdichten Phase der Quantenchromodynamik, d. h. zum Quark-Gluon-Plasma, zu beantworten, die mit der Entwicklung des frühen Universums zusammenhängen. Das Projekt wird sich die Fähigkeiten des Compact-Muon-Solenoid-Detektors bezüglich der Rekonstruktion von Teilchenjets und elektroschwachen Bosonen sowie der Synergie zwischen den Forschungsbereichen zu Proton-Proton-Interaktionen und schweren Ionen zunutze machen.

Ziel

Quantum Chromodynamics (QCD) is the theory of the strong force. Its high-temperature phase can be accessed experimentally via high energy heavy-ion collisions, allowing us to investigate how the macroscopic properties of nuclear matter arise from QCD interactions between quarks and gluons.
With this proposal I aim to solve several fundamental and long-standing questions concerning the strong force and the evolution of the high density phase of QCD, the Quark Gluon plasma (QGP), that are related to the evolution of the early universe:
a) Characterize the transport coefficient, qhat, of the Quark Gluon Plasma, which is related to its density
b) Perform the equivalent of the Rutherford experiment in the QGP, to resolve the point-like quark and gluon scatterers within the QGP.
c) Provide first experimental evidence of two important interference mechanisms that are expected to play a main role in the evolution of jets in a QGP, such as the Landau Pomeranchuk Migdal effect in QCD and the color coherence effect
d) Study the phenomenology of the Lund plane, in particular selections on the branching time obtained from the splitting kinematics. Can it be used to draw a time-dependent picture of the jet shower?
e)Perform the first attempt to time-scan the QGP with a yoctosecond chronometer using hadronic decays of W and Z bosons.
As a world leader in the field of jet physics, also with a strong phenomenological background, I am in a unique position to to solve some of the most interesting problems concerning QCD at high densities by applying new ideas and techniques and exploring the jet substructure.
The CMS detector capabilities for jet and electroweak boson reconstruction and the synergy between the pp and heavy ion communities within, make of CMS the ideal experimental detector to capitalize on my ideas and existing expertise.
This grant will also provide the opportunity to reinforce the european contribution to the CMS heavy ion program and lead it.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

ERC-COG - Consolidator Grant

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2020-COG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI ROMA LA SAPIENZA
Netto-EU-Beitrag
€ 1 281 246,00
Adresse
Piazzale Aldo Moro 5
00185 Roma
Italien
Region
Centro (IT) Lazio Roma
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 1 281 246,00

Begünstigte (3)