الفهرس 
IntroductionOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 257 |  |  |
| | | from | 257 | | |
Abstract
جامعة عين شمس
كليـة التـربية
ملخص رسالة دكتوراه
للطالبة : ريهام محمود عبدالرحمن محمود
عنوان الرسالة :
الخصائص القياسية لانتاج الجسيم في التصادمات النسبية عالية الطاقة
لجنة الاشراف:
ا.د. محمود يس البكري (أستاذ الفيزياء النظرية كلية التربية جامعة عين شمس.) ا.د. عبدالناصر توفيق (أستاذ الفيزياء النظرية كلية الهندسة جامعة النيل.)
د. دعاء محمود حبشي (أستاذ مساعد الفيزياء النظرية كلية التربية جامعة عين شمس.)
د. محمود حنفي نصار (مدرس الفيزياء النظرية كلية العلوم جامعة بنها.)
فيزياء الجسيمات هي أحد فروع الفيزياء التي تدرس الجسيمات الأولية التي تكون المادة والإشعاع، والتفاعل ما بينها. كما أنها تسمى فيزياء الطاقة العالية، وذلك لأن العديد من الجسيمات الأولية لا تظهر في ظروف عادية في الطبيعة، ولكن يمكن تكوينها وإستكشافها أثناء التصادمات بين الجسيمات عالية الطاقة، كما يتم ذلك في معجلات الجسيمات.
وتتضمن الرسالة الاجزاء التالية:
الجزء الاول – المقدمة:
وهي عبارة عن فصل واحد. ناقش هذا الفصل مقدمه عامة عن فيزياء الجسيمات والبنية الداخلية للمادة بشكلها العام ، وكذلك اشتمل علي بعض النقاط الاساسية لهذه الدراسة مثل:
• الوصف التفصيلي للتصادمات عالية الطاقة بمراحلها المختلفة.
• توضيح لبعض معادلات الحركة التي تصف الجسيمات الناتجة من
التصادم.
• وصف النظام باستخدام معادلة الحالة له من الديناميكا الحرارية.
• النماذج النظرية المستخدمه لوصف التصادم ومانتج عنه.
وينتهي الفصل بعرض اخر ما تم التوصل اليه من ابحاث علمية تتعلق بهذه
الدراسه ويليه مناقشة للهدف من الدراسة والنقاط التي اهتمت بها الدراسة
عمليا ونظريا .
الجزء الثاني – المنهجية :
تتم عرض المنهجية في فصل واحد ايضا . تناول هذا الفصل شرح لنقاط مختلفة وهي:
النماذج النظرية المستخدمة في الرسالة وتنقسم لجزئين:
نماذج نظرية ظاهراتية أو فينومينولوجيه مثال:
نموذج ”لانداو” الهيدروديناميكي.
نموذج رنين غاز الهادرونات.
نماذج محاكاه عددية مثال:
نموذج الاشعة الكونية باستخدام محاكاة الاحتمالات المتعددة او محاكاة ”مونت كارلو” وهو نموذج عددي لعمل تصادم للأنوية الثقيلة.
نموذج الشبكات العصبية الاصطناعية.
عرض للمعجلات الخاصة بالطاقات العالية
والكواشف المستخدمة لدراسة الجسيمات الناتجة من تفاعلات الطاقات العالية للحصول علي النتائج التجريبية لهذه الدراسة، والتي تتضمن:
نظرة عامة علي المعجلات والكواشف التابعه للمنظمة الاوروبية للابحاث النووية سيرن ”CERN” مثل المسرع الأكبر للبروتونات ”SPS” و مصادم الهدرونات الكبير”LHC” م مسرع البروتونات ” PS”.
عرض للمعجل الاساسي المستخدم مصادم الهدرونات الكبير”LHC” والتجارب المعتمدة عليه مثال المصادم الايوني الكبير”ALICE ” و مطياف الهادرون المغناطيسي واسع النطاق ”BRAHMS”.
عرض لتجربة المصادم الايوني الكبير”ALICE ”
وتجربة مصادم الهادرونات الكبير الحلقي - اطلس ”ATLAS” و تجربة ملف المايونات اللولبي المدمج ” CMS” و مصادم الهدرونات الكبيرلدراسة الكوارك القعري او كوارك الجمال ”LHCb”.
نظرة عامة علي المعجلات والكواشف التابعه للمعمل القومي الامريكي ”BNL”.
عرض للمعجل الاساسي المستخدم وهو مصادم الايونات النسبي ””RHIC والتجارب المعتمدة عليه.
شرح لتجربة مقتفي الاثرالحلزوني في المصادم الايوني النسبوي ” ”STAR وتجارب ”RHIC” الاخري.
المعجل المتدرج التناوبي السيكروتروني ”AGS” والتجارب المعتمدة عليه.
الجزء الثالث – النتائج والمناقشة :
ويشتمل ثلاثة فصول - الفصل الثاني و الثالث و الرابع - مقسمة كالتالي:
الفصل الثالث في الرسالة: ويهدف الي دراسة مقارنة ما بين نموذج ”لانداو” الهيدروديناميكي و نموذج الاشعة الكونية باستخدام محاكاة الاحتمالات المتعددة او محاكاة ”مونت كارلو” في حساب التوزيع التسارعي لبعض الجزيئات الاولية محل الدراسة و هي البايونات و الكايونات و البروتونات و اجسامهم المضادة. النتائج المستخدمة كانت نتاج تصادم انوية الذهب عند طاقات مختلفة من 200 جيجا الكترون فولت نزولا الي 2 جيجا اليكترون فولت و تم الحصول علي النتائج من المعجل المتدرج التناوبي السيكروتروني ”AGS” و المسرع الأكبر للبروتونات ”SPS” و تجربة مطياف الهادرون المغناطيسي واسع النطاق ”BRAHMS”.
تمت مقارنة النتائج العملية مع كلا من نتائح ضخمة لمجموعات إحصائية تضم 100,000 حدث تم إنشاؤها من مولد الأحداث ”EPOS” المعتمد علي نموذج الأشعة الكونية لمونتي كارلو ”CRMC” وايضا النتائج المقابلة للجسيمات موضع الدراسة عند الطاقات المذكورة سابقا و التي تم حسابها باستخدام نموذج ”لانداو” الهيدروديناميكي.
مولد الأحداث ”EPOS” له القدرة علي وصف النتائج العملية للتوزيع التسارعي للجسيمات موضع الدراسة عند جميع الطاقات المستخدمة. قد شجعنا هذا علي استخدامه لحساب التوزيع التسارعي عند طاقات جديدة لم تغطها النتائج العملية من التجارب العالمية المختلفة. هذا التنبؤ من الممكن له ان يكون له فائدة في لستخدامه كمدخلات للتجارب الحديثة و التي تعمل عند تلك الطاقات الجديدة مثل تجربة FAIR” وNICA علي سبيل المثال. ”مرفق أبحاث البروتون والأيونات” (FAIR) في ألمانيا ، و ”مرفق مصادم الأيونات القائم على النيكلوترون” (NICA) في روسيا ، هما مركزان للمسرعات قيد الإنشاء.
المقارنات كانت ناجحة سواء في الوصف و المطابقة للنتائج العملية او في النتائج التنبؤية مما ترتب عليه التأكد من قدرة كلا من مولد الأحداث ”EPOS-1.99” وكذلك نموذج ”لانداو” الهيدروديناميكي علي وصف التوزيع التسارعي للجزيئات الناتجة عن تصادم الانوية الثقيلة عند الطاقات العالية.
الفصل الرابع في الرسالة: ويهدف الي دراسة مقارنة ما بين نموذج ”لانداو” الهيدروديناميكي و نموذج الشبكات العصبية الاصطناعية ”ANN” في حساب التوزيع التسارعي لبعض الجزيئات الاولية محل الدراسة و هي البايونات و الكايونات واجسامهم المضادة. النتائج المستخدمة كانت نتاج تصادم انوية الذهب عند طاقات مختلفة من 200 جيجا الكترون فولت نزولا الي 2 جيجا اليكترون فولت و تم الحصول علي النتائج من تجربة مطياف الهادرون المغناطيسي واسع النطاق ”BRAHMS” التابعة لمصادم الايونات النسبي ” ”RHIC وتم تغطية نطاق الطاقة لمرافق المسرعات المستقبلية ”NICA” و ”FAIR”.
تمت مقارنة النتائج العملية مع كلا من النتائج التي تم حسابها باستخدام نموذج ”لانداو” الهيدروديناميكي و كذلك النتائج التي حصلنا عليها من تدريب الشبكة العصبية المستخدمة.
منهج ”لانداو” الهيدروديناميكي ، والذي يحتوي على وصف أفضل لتطور المادة الساخنة والكثيفة الناتجة عن تصادمات الأيونات الثقيلة فائقة الطاقة. وايضا تم تصميم شبكة عصبية لدراسة تفاعلات انوية الذهب وتم حساب التوزيع التسارعي للجسيمات التي نتجت من التصادم وتم التركيز علي البايونات و الكايونات واجسامهم المضادة من خلال معادلة تم التوصل اليها من نموذج الشبكات العصبية التي قامت بمحاكاة التصادم عند الطاقات المتوفرة من النتائج العملية السابقة و كانت النتائج سواء من نموذج لانداو او من الشبكة العصبية في توافق مع النتائج العملية. قمنا باستخدام الشبكة العصبية لحساب التوزيع التسارعي عند طاقاتان جديدتان لم تغطها النتائج العملية من التجارب العالمية المختلفة. فقد قمنا بالتنبأ بالتوزيع التسارعي للكايون السالب K- عند طاقة 12.2 و 17.3 جيجا إلكترون فولت.
المقارنات كانت ناجحة سواء في الوصف و المطابقة للنتائج العملية او في النتائج التنبؤية مما ترتب عليه التأكد من قدرة كلا من النموذجين علي وصف التوزيع التسارعي للجزيئات الناتجة عن تصادم الانوية الثقيلة عند الطاقات العالية.
الفصل الخامس في الرسالة: ويهدف الي دراسة لنسب الجسيمات التي تم انتاجها من التجارب العالمية وهي مثل تجارب من المعجل المتدرج التناوبي السيكروتروني ”AGS” و المسرع الأكبر للبروتونات ”SPS”و مصادم الايونات النسبي ””RHIC وايضا مصادم الهدرونات الكبير”LHC” , و مقارنتها بنسب الجسيمات التي تم حسابها باستخدام كلا من نموذج رنين غاز الهادرونات و نموذج الشبكات العصبية الاصطناعية ”ANN”. لقد تم حساب 12 نسب جسيمات مختلفة ودراستهم كدالة في قيمة طاقة مركز الكتلة √(s_NN ).
ترجع اهمية استخدام نموذج رنين غاز الهادرونات في انه نموذج يعطي معلومات فقط عن الحالة النهائية اثناء دراسة تصادم الانوية الثقيلة. ونجاح كلا النموذجين في وصف النتائج العملية شجعنا علي استخدامهم للتنبؤ بنسب الجسيمات عند طاقات كتلة غير موجودة بالنتائج العملية .
في النهاية كانت الاستنتاجات و المراجع و الابحاث المنشورة.