Az ALICE a Nagy Hadronütköztető (LHC) négy óriáskísérletének egyike.

Az ALICE (Nagy Ion Ütköztető Kísérlet) detektor tömege közel 10 000 tonna, több, mint az Eiffel-toronyé; magassága 16 m, hossza 26 m. 40 ország, közel 170 intézetének, mintegy 2000 fizikusa és mérnöke dolgozik a kísérlethez kapcsolódó nemzetközi együttműködésben.

Az ALICE több mint 25 éves múltra tekint vissza, Magyarország a kezdetektől képviseltette magát az együttműködésben. A kísérlet célja az Univerzum korai állapotának, a forró, sűrű „kvarkleves” (kvark-gluon plazma) előállítása és tanulmányozása, amely az Ősrobbanás (Nagy Bumm) után első milliomod-másodpercekben létezett. A kvark-gluon plazma létrehozásához közel fénysebességre gyorsított ólom atommagokat ütköztetünk össze a detektor középpontjában 5,5 TeV (azaz 5 500 000 000 000 eV) energiával. A Magyar ALICE Csoport célja ennek az extrém energiasűrűségű, erősen kölcsönható anyag fizikájának tanulmányozása.

A szakmai együttműködés/program rövid bemutatása

• Az ALICE kísérletben 40 ország 170 kutatóintézetének mintegy 2000 kutatója áll szoros nemzetközi tudományos kapcsolatban.
• Ez idáig 60 hazai kutató és mérnök vett részt a kutatásokban, ebből jelenleg 27 aktív.
• A Magyar ALICE Csoportnak ezidáig 8 külföldi kutatója és 12 vendégkutatója volt.
  
  
• A Magyar ALICE Csoport tevékenysége a HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpontban:
  
  Alapkutatási projektek:
  • A kvark-gluon plazma keletkezésének kísérleti vizsgálata: a nagyenergiás atommag-atommag ütközésekben végbemenő folyamatok leírása és elméleti modellezése, részecskezáporok (jetek) analízise, ultrarelativisztikus nagy energiájú atommag-atommag ütközésekben a nukleáris effektusok vizsgálata.
  • Korrelációs és jetszerkezeti vizsgálatok: inkluzív és azonosított hadronok korrelációs mérései az ALICE kísérlet TPC és ITS detektora segítségével; A jetek szerkezetének multiplicitásfüggő vizsgálata kis rendszerekben.
  • Nehéz kvarkok keletkezésének vizsgálata az ALICE kísérletben.
  • Nagyenergiás nukleáris effektusok vizsgálata: a nagyenergiás proton-proton és proton-atommag ütközésekben végbemenő folyamatok elméleti modellezése, a kollektív (szoft) és kemény (hard) folyamatok szétválasztása.
  • Nagy impulzusú, azonosított könnyű és nehéz hadronok vizsgálata, adatanalízis: a HMPID aldetektorral, valamint az időprojekciós kamrával (TPC).
  • Nehézion-fizikai modellezés: A HIJING++ Monte Carlo szimulációs kód fejlesztése az ALICE AliROOT keretrendszerében
    
    
  Kutatás-fejlesztési projektek:
  • Az ALICE adatgyűjtő és adattovábbító rendszerének fejlesztése a O2 DAQ projektben, kapcsolódva a ITS3, az FoCal K+F projektekhez, valamint az ALICE3 RICH és MID előtanulmányokhoz.
    
  • Részvétel az ALICE Inner Tracking System (ITS2 és ITS3) detektorfejlesztésekben: DAQ és hűtés tervezése.
  • Részvétel a CERN következő generációs detektorának az ALICE3 kutatásfejlesztésében.
  • Orvostechnikai kutatási projekt: Bergen Proton CT Együttműködés: proton-nyalábbal történő képalkotó berendezés kutatásfejlesztése hadrontherápiás kezelésekhez .
    
  • Az ALICE Analysis Facility berendezés megépítése és működtetése a Wigner Adatközpont, Wigner Scientific Computational Laboratory (WSCLAB) laboratóriumában.
  • ALICE TPC detektor K+F: az ALICE időprojekciós kamrájának (TPC) fejlesztése GEM-technológiával, a GEM-laborban jelenleg a REGARD és az Innovatív Gázdetektortok Lendület Csoporttal együttműködve GEM és sokszálas gáztöltésű detektorok fejlesztése és építése (2016-2021).
  • Az LHC Interface Project (LHC_IF) biztosítja az adatáramlást a Nagy Hadronütköztető (LHC) és az ALICE között és ezzel a kísérlet biztonságos működését (2016-2022).
  • A HMPID detektor CsI fotokatód-hatásfokának vizsgálata: a folyamatosan rögzített adatok alapján. (2008–2022).
  • A VHMPID detektor K+F: nagyon nagy impulzusú részecskék azonosítása (2005–2014).
  • Az ALICE detektor adatgyűjtő, adattömörítő és adattovábbító rendszere (DAQ): az ALICE detektor adatait 2008-tól az MTA KFKI RMKI és a CERN közösen kifejlesztett, a Cerntech Kft. által készített adatgyűjtő rendszere gyűjtötte (2008–2019); a jelen fejlesztés egy új, 4 TBps sávszélességű adattovábbító rendszer a 2. Long Shutdown (LS2) időszakban a 2020 utáni adatgyűjtésekhez.
  • ALICE WLCG LHC GRID: adatok analízise, programfejlesztés, a CERN Tier-2 központ üzemeltetése (1300 CPU, 850 TB, 2009-2021).
  • ALICE Analysis Facility (Wigner_AF) K+F: Nagyskálájú és nagy adatsűrűségű, adatintenzív számítási kapacitású specializált hibrid (GPU és FPGA alapú) elemzőrendszer kutatásfejlesztése, a Wigner GPU Laboratóriummal és a Wigner Adatközponttal közösen (2021-)

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.
• Részvétel detektorfejlesztési programokban, nemzetközi tudományos hálózatokban és pályázatokban.
• A Worldwide LHC Computing Grid elosztott számítógépes erőforrás-hálózat használata.
• Magyar kis- és közepes vállalkozások bevonásának lehetősége csúcstechnológiai projektekbe.
• Technológiatranszfer: újítások alkalmazott kutatásokban való felhasználása.
• Lehetőség a CERN diákprogramjaiban és ösztöndíjprogramjaiban való részvételre.
• Részvétel a CERN ALICE tudománynépszerűsítő programjában.
• Hazai tudomány-népszerűsítés: http://alice.wigner.hu/sajtoszemle
• PhD-, MSc-, BSc-hallgatók nemzetközi környezetben, a világ vezető kutatóintézetében szerezhetnek versenyképes tudományos és technológiai kutatási és fejlesztési tapasztalatot.
• Utánpótlás-nevelés TDK projektek.
  
• Pályázati támogatások: K135515 (2020-2024), 2021-4.-1.2-NEMZ_KI-2022-00018, 2021-4.-1.2-NEMZ_KI-2022-00009,  2021-4.-1.2-NEMZ_KI-2022-00007 (2022-2023), FK131979 (2019-2023), 2019-2.1.11-TÉT-2019-00050 (2020-2023), 2019-2.1.11-TÉT-2019 -00078 (2020-2023), 2019-2.1.6-NEMZ_KI-2019-00011 (2020-2023), K120660 (2016-2020), NK106119 (2012-2016), NK 77816 (2009-2013), CK 77815 (2009-2013), H07-C 70464 (2007-2010), IN 71374 (2007-2008), NK 62044 (2006-2009).
  

Az ALICE-ről közérthetően

• http://alice.wigner.hu/fizika/erdekessegek

A CERN LHC bemutatása