Interaction of antiprotons with nuclear matter within the INCL model
Interaction entre les antiprotons et la matière nucléaire avec le modèle INCL
Résumé
In the wake of renewed experimental interest in antiproton physics and related research, there has emerged a necessity for robust modeling tools to simulate antiproton-nucleus interactions across a broad energy spectrum. This work aims to extend the existing INCL++ (Intra-Nuclear Cascade Liège) model with the capability to set an antiproton projectile and integrate this model into the GEANT4 particle transport code. Antiprotons, as investigative probes, provide a broad spectrum of opportunities for high-precision experiments in nuclear physics. They allow for the generation of exotic antibaryons and facilitate the study of their subsequent interaction with nuclear matter and atomic shells. One of the advantages of using antiprotons is their ability to facilitate the study of nuclear surfaces and halos through "at-rest" annihilations with various nuclei. This research is based on extensive data compiled from past antiproton experiments conducted at CERN, Fermilab, and KEK. These historical datasets serve as both the source for extracting input parameters for the model and as a benchmark for validating our results. In doing so, this thesis meets the growing demand for accurate simulation tools essential for the new era of precision measurements in nuclear and particle physics. First chapter is introductory to provide a glimpse of state-of-the-art scientific progress in the domain of antiprotons. Second one should give a brief history and description of INCL++ model with its core assumptions and workflow. Third chapter is a compilation of existing data accessed from previous research and finally, forth and fifth chapters consider "at-rest" and "in-flight" annihilation scenarios correspondingly while comparing the results of our model with the existing codes and the experimental data.
Dans le sillage du regain d'intérêt expérimental pour la physique de l'antiproton et des recherches associées, il est apparu nécessaire de disposer d'outils de modélisation robustes pour simuler les interactions antiproton-noyau dans un large spectre d'énergie. Ce travail vise à étendre le modèle INCL++ (Intra-Nuclear Cascade Liège) existant en incluant les antiprotons comme projectiles possibles et d'intégrer ce modèle dans le code de transport de particules GEANT4. Les antiprotons, en tant que sondes d'investigation, offrent un large éventail de possibilités pour des expériences de haute précision en physique nucléaire. Ils permettent de générer des antibaryons exotiques et facilitent l'étude de leur interaction ultérieure avec la matière nucléaire et les enveloppes électroniques. L'un des avantages de l'utilisation des antiprotons est la possibilité d'étudier les distributions densité nucléaire grâce à des annihilations "au repos" avec divers noyaux. Ce travail est basé sur de nombreuses données compilées à partir d'expériences antérieures sur les antiprotons menées au CERN, au Fermilab et au KEK. Ces ensembles de données historiques servent à la fois de source pour l'extraction des paramètres d'entrée du modèle et de référence pour la validation de nos résultats. Ce faisant, cette thèse répond à la demande croissante d'outils de simulation précis, essentiels pour la nouvelle ère de mesures de précision en physique nucléaire et en physique des particules. Le premier chapitre est introductif et donne un aperçu des progrès scientifiques dans le domaine des antiprotons. Le deuxième chapitre présente un bref historique et une description du modèle INCL++ avec ses hypothèses de base et le déroulement de la méthode. Le troisième chapitre est une compilation des données existantes issues de recherches antérieures. Enfin, les quatrième et cinquième chapitres examinent les scénarios d'annihilation "au repos" et "en vol" tout en comparant les résultats de notre modèle avec les codes existants et les données expérimentales.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
|---|