A CMS kísérlet a Nagy Hadronütköztető (LHC) általános célú detektora.

Magyar kutatócsoportjaink (mintegy 40 fővel) részt vettek a Higgs-bozon Nobel-díjjal jutalmazott megtalálásában. A kísérlet aktuális fizikai programja a részecskefizika standard modellje tanulmányozásától új részecskék és jelenségek (pl. szuperszimmetrikus részecskék, sötét anyag és extra dimenziók) felfedezésén keresztül nehézion-ütközések vizsgálatával a kvark-gluon plazma tanulmányozásáig terjed. Csoportjaink vezető szerepet játszanak az erős kölcsönhatás megismerésének és az új fizika keresésének egyes részterületein.

A szakmai együttműködés/program rövid bemutatása

• A CMS együttműködés eddig közel 1320 új eredményt publikált rangos nemzetközi folyóiratokban.
• A CMS együttműködésben 57 ország 247 kutatóintézetének 3394 kutatója, 1102 mérnöke és 282 technikusa áll szoros nemzetközi tudományos és technológiai kapcsolatban.
• Alapkutatási projektek:
  • A részecskefizikai Standard Modell mögött megbújó még alapvetőbb elmélet vizsgálata, a modell kiterjesztései által jósolt új jelenségek kutatásával (szuperszimmetrikus partnerrészecskék keresése elsősorban top-kvarkokat vagy Higgs-bozont tartalmazó végállapotokban), továbbá az ismert folyamatok még pontosabb mérésével (két elektrogyenge vektorbozont tartalmazó végállapotok; anomális mértékcsatolások).
  • Az erős kölcsönhatás részletes tanulmányozása a hadronizáció, részecskék közötti korrelációk és exkluzív folyamatok jobb megértésén keresztül. Főbb irányok: azonos töltésű WW párkeltés dupla partonszórás során, exkluzív hadron-rezonancia keltés, foton-atommag ütközések, proton-disszociációval járó vektormezon keltés, a töltéscsere folyamat tanulmányozása, neutronok vizsgálata proton-ion ütközésekben, gluonlabdák keresése részecskesugarakban.
  • A hadronkibocsátó forrás téridő-geometriájának elemzése femtoszkópiai módszerekkel. Többrészecske korrelációk vizsgálata és koherens pionkeltés jeleinek keresése. A királis szimmetria lehetséges részleges helyreállásának vizsgálata.
  • Egyéb témakörök: hiányzó transzverzális impulzus mérésen alapuló valósidejű eseményválogató algoritmusok fejlesztése; gépi tanulási módszerek alkalmazása a luminozitásmérő detektorok adatminőségének ellenőrzésére; nagy pontosságú luminozitásmérés.
• Kutatás-fejlesztési projektek:
  A magyar kutatócsoportok sokrétű kutató-fejlesztő tevékenységgel kapcsolódtak és kapcsolódnak a kutatási infrastruktúra megújításához. A jelenlegi irányok:
  • a Phase-1 Pixel félvezető alapú nyomkövető detektor vezérlő és kiolvasó elektronikájának tervezése és gyártása (Wigner FK);
  • a Chromie tesztnyaláb-teleszkóp front-end adatgyűjtő elektronikájának tervezése és gyártása a CERN SPS tesztnyalábjához (Wigner FK);
  • a CMS Phase-2 nyomkövető detektor FPGA-alapú adatgyűjtő rendszerének fejlesztése (Wigner FK);
  • a Phase-2 BRIL luminozitásmérő rendszer fejlesztése (ELTE);
  • a ZDC nullaszögű kaloriméter fejlesztése (ELTE);
  • a müondetektorok pozicionáló rendszereinek fejlesztése (ATOMKI);
  • a Phase-2 MIP Timing Detector (precíziós időmérő detektor) kiolvasó SiPM szenzorainak tesztelése (Debreceni Egyetem);
  • a müon kamrák nagyfeszültségű rendszerének felkészítése a HL-LHC idejére (Debreceni Egyetem)

A tagságból származó hazai előnyök, haszon

• Részesedés a kísérlet tudományos eredményeiből, kiemelkedő tudományos publikációs teljesítmény.
• Hozzáférési jog nagyenergiás ütközési adatokhoz és komplex adatelemző szoftverekhez, amelyeket kizárólag az LHC infrastruktúrája tud biztosítani.
• A Worldwide LHC Computing Grid elosztott számítógépes erőforrás-hálózat használata.
• Részvétel detektorfejlesztési programokban, nemzetközi tudományos hálózatokban és pályázatokban.
• Magyar kis- és közepes vállalkozások bevonásának lehetősége csúcstechnológiai projektekbe.
• PhD-, MSc-, BSc-hallgatók nemzetközi környezetben, a világ vezető kutatóintézetében szerezhetnek versenyképes tudományos és technológiai kutatási és fejlesztési tapasztalatot.

A CERN LHC bemutatása