Higgs-studier ved det oppgraderte ATLAS-eksperimentet

Siden oppdagelsen av Higgs-bosonet i 2012, ved de to eksperimentene ATLAS og CMS på CERN-laboratoriet i Genéve, har studier av den nye partikkelen fortsatt med stadig økende mengder data. Så langt later den til å passe svært godt med forutsigelsene fra standardmodellen, det teoretiske rammeverket som beskriver vekselvirkningene til alle kjente partikler. Det finnes riktignok flere mulige utvidelser av standardmodellen som gir opphav til ytterligere Higgs-partikler, som vi så langt ikke har observert.

Dersom disse finnes, vil de kunne påvirke vekselvirkningene til Higgs-bosonet vi allerede kjenner — dermed kan vi gjennom studier av det kjente Higgs-bosonet, indirekte søke etter nye, ukjente fenomen. Arbeidet i denne avhandlinger viser gjennom simuleringer en fremgangsmåte for å utføre en slik studie i Higgs-henfall til to tau-leptoner.

En slik analyse stiller store krav til presisjonen i den innerste delen av ATLAS-detektoren, som i 2014 ble oppgradert med et nytt lag piksel-sensorer. Piksel-sensorer består, i likhet med sensor-brikkene vi kjenner fra digitale kameraer, av tettpakkede små dioder av halvledermateriale.

På samme måte som et digitalt bilde fra et kamera lagres i et gitt filformat, må også data fra piksel-sensorene kodes i et bestemt format før de kan brukes videre. De oppgraderte sensorene tilbyr en rekke forbedringer over de eksisterende, noe som har krevd en betydelig endring av programkoden som leser ut data fra detektoren og lagrer det i det standardiserte formatet som benyttes under rekonstruksjon av partikkelkollisjoner. 

Avhandlingen inneholder også ytterligere arbeid med både de nye og de eksisterende piksel-sensorene. Under den intense strålingen detektoren blir utsatt for, skades halvledermaterialet, hvilket krever at detektorspenningen må reguleres over tid. En analyse har blitt utført for å sørge for at den optimale spenningen har blitt opprettholdt mens detektoren har samlet data.

Personalia
Steffen Mæland er født i Bergen i 1988. Han har vært ansatt som doktorgradsstipendiat ved Universitetet i Bergen siden oktober 2013, og har tilbrakt en betydelig del av tiden på det europeiske forskningslaboratoriet CERN i Sveits. Veiledere for arbeidet har vært professor Bjarne Stugu og professor Gerald Eigen.