Проект направлен на решение фундаментальной проблемы физики высоких энергий связанной с изучением условий образования кварк-глюонной плазмы в столкновениях релятивистских ионов. Целью исследований является описание свойств странной и мультистранной материи, образующейся в высокоэнергетических столкновениях на Большом адронном коллайдере (БАК) и ускорителе SPS в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН). Данные исследования позволят получить уникальную информацию о предравновесных процессах, ведущих к образования кварк-глюонной плазмы, в адронных столкновениях при сверхвысоких энергиях. Конкретные задачи, решаемые в рамках проекта: 1) Анализ экспериментальных данных, полученных на установках ALICE на Большом адронном коллайдере (БАК) и NA61(SHINE) на SPS в ЦЕРН, с целью извлечения сведений о новых свойствах странной и мультистранной материи. 2) Построение теоретических моделей, позволяющий объяснить наблюдаемые свойства странной и мультистранной материи. Сравнение результатов расчетов с экспериментом. 3) Разработка программного обеспечения в оболочках AliROOT и LCG GRID, необходимого как для анализа экспериментальных данных, так и для проведения численных расчетов в разрабатываемых для описания свойства странной и мультистранной материи моделях. Для анализа экспериментальных данных и теоретического моделирования в проекте предполагается использовать вычислительные ресурсы WLCG-мировой сети GRID (the Worldwide LHC Computing GRID) для Большого адронного коллайдера (БАК) и информационные и вычислительные ресурсы центра коллективного пользования «Вычислительный центр» СПбГУ. Все задачи проекта возникли из многолетней работы, которая ведется на уникальных установках ALICE на БАК и NA61/SHINE на SPS в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН). Необходимо отметить, что в свою очередь, и эти установки создавались ранее при самом активном участии СПбГУ. Таким образом, предлагаемый проект является логическим продолжением многолетней работы, которую ведут участники проекта в СПбГУ и в ЦЕРН (Швейцария). Решение поставленных задач предполагает теоретические исследования, анализ экспериментальных данных и разработку средства анализа данных в вычислительных средах, которые тесно связаны между собой. Поэтому конкретные задачи, которые предполагается решить в течение 3 лет, разбиваются на 3 направления. I. Теоретические исследования, монте-карло моделирование 2015 г.: 1) Разработка модели фрагментации струн, учитывающей флейворные характеристики образующихся кварк-антикварковых пар и рождение различных сортов частиц, в первую очередь странных мезонов и барионов, включающей в себя эффекты слияния струн и распады резонансов. 2) Моделирование процесса возникновения угловых и быстротных корреляций между адронами в процессе фрагментации кварк-гюонной струны при сверхвысоких энергиях с учетом странности. 3) Разработка многопараметрической мультипомеронной модели для протон-протонных столкновений, включающая рождение частиц с различными массами. Расчет pt - Nch корреляционных функций при различных энергиях. Сравнение полученных результатов с данными экспериментов и предсказание результатов для экспериментов, которые планируются на ускорителях нового поколения. 4) Результаты MC моделирования выхода странных частиц и корреляций в рр, рА и AA столкновениях с использованием генераторов событий (таких как PYTHIA 8, PHOJET, EPOS, AMPT, HIJING). 2016 г.: 1) Модификация дипольной модели элементарных партонных столкновений для описания поперечного импульса рождающихся частиц. Расчет величины корреляций со странными частинцами, возникающих в процессе фрагментации цветных струн в ультрарелятивистских столкновениях протонов и тяжелых ионов. 2) Разработка новой модели и расчет величины корреляций, возникающих между выходами обычных и странных частиц при сверхвысоких энергиях. В рамках новой модели будет произведен расчет величины корреляций, возникающих между выходами обычных и странных частиц, в процессе фрагментации цветных струн в ультрарелятивистских столкновениях протонов и тяжелых ионов. 3) Сравнение результатов симуляций, полученных с помощью генератора событий PYTHIA 8, с экспериментальными данными по выходам странных частиц и корреляций в pp столкновениях при энергиях LHC. Изучение роли и совместного влияния различных процессов адрон-адронных взаимодействий в рамках генератора событий PYTHIA 8, таких как мягкие и жесткие подпроцессы, перецепление цвета, множественные взаимодействия партонов, на флуктуации, выходы странных частиц в pp столкновениях при энергии LHC при детальном моделировании с использованием таких переменных как странность 2017 г.: 1) Проект предполагает обширное монтекарловское моделирование и расчет корреляционных наблюдаемых в различных сталкивающихся системах: pp, p-A, AA, в широком диапазоне энергий (от SPS до LHC), сравнение с уже имеющимися и новыми экспериментальными данными, а также прогнозирование новых физических явлений и эффектов, экспериментальная проверка которых будет возможна в будущем. 2) Нахождение в рамках предлагаемой модели угловой и быстротной зависимости двухчастичной корреляционной функции для случая образования странных и мультистранных частиц в адронных и ядерных столкновениях при сверхвысоких энергиях. Сравнение полученных результатов с экспериментальными данными с коллайдеров RHIC и LHC. 3) Обобщение многопараметрической мультипомеронной модели на случай протон-ядерных и ядро-ядерных столкновений. Расчет в рамках этой новой обобщенной модели зависимостей средней множественности и среднего поперечного импульса от энергии сталкивающихся частиц, а также pt - Nch корреляционных функций для странных частиц при различных энергиях. Сравнение полученных результатов с данными экспериментов. II. Анализ экспериментальных данных II.a Анализ данных эксперимента ALICE 2015 г. Анализ накопленных в 2010-2013 данных эксперимента ALICE по протон-ядерным (p-Pb) и ядро-ядерным (Pb-Pb) столкновениям с целью расчета коэффициентов корреляций между частицами, содержащими странные кварки. Эта задача требует включения в программный код анализа дополнительной информации с детекторных систем установки ALICE, способных определять сорта частиц (TPC, TOF). 2016 г. Разработка процедур коррекции коэффициентов корреляций на эффективность установки (с использованием Монте-Карло генераторов HIJING, AMPT и моделирования отклика установки GEANT) и расчет систематических неопределенностей. Подготовка нот анализа, публикаций. 2017 г. Осуществление по указанным методикам обработки новых данных ALICE, которые будут получены в следующий период работы установки с начала 2015 г. на пучках pp, p-Pb и Pb-Pb с повышенными энергиями. II.b Анализ данных эксперимента NA61/SHINE 2015 г. Идентификация странных частиц на эксперименте NA61/SHINE: 1) разработка методик поиска событий со странными частицами; 2) выделение отдельных странных частиц в событии; 3) идентификация заряженных каонов; 4) моделирование и анализ столкновений с выходом странных частиц в генераторе событий EPOS, изучение симулированного отклика установки NA61/SHINE. 2016-2017 гг. Анализ дальних корреляций по множественности и среднему поперечному импульсу для странных частиц на NA61/SHINE для различных типов сталкивающихся систем. Рассматриваемые типы систем: p+p 40, 80, 158 ГэВ/c на нуклон; Be+Be 40, 80, 150 ГэВ/с на нуклон; p+Pb 158 ГэВ/с на нуклон. Для всех видов дальних корреляций и для всех сталкивающихся систем требуется провести следующие процедуры: 1) разработка алгоритма отбора событий, выбор и анализ критериев отбора треков частиц; 2) разработка карты аксептанса; 3) моделирование и анализ столкновений с использованием генераторов событий (EPOS, HIJING); 4) разработка методов расчета центральности; 5) анализ зависимости коэффициента корреляции от центральности столкновений, от выбора конфигураций быстротных окон; 6) коррекция полученных данных с использованием генераторов событий, а также с помощью данных, накопленных в дополнительных сеансах по столкновениям без мишени. Подсчет статистических и систематических погрешностей путем варьирования широкого спектра параметров анализа. III Разработка средств анализа и обработки данных в вычислительных средах 1) В рамках по адаптации систем обработки данных БАК под современные распределенные вычислительные ресурсы, а так же разработки системы оптимизации современных облачных систем для обработки результатов БАК планируется провести следующие работы: 2015. Разработка автоматически разворачиваемого облака для сайтов уровня тиер3 и пригодного для обработки данных ALICE. Требования , предъявляемые к облаку: а) Простота установки - установки потребует только один сервер, далее развертывание и установка облака происходит автоматически с сервера. б) Дешевизна и универсальность оборудования. Облако должно разворачиваться на стандартный набор вычислительных серверов без необходимости закупки дополнительного хранилища (достигается использованием распределенной системы хранения) и с минимальным набором сетевого оборудования - 2 коммутатора. в) Совместимость с существующими грид системами и системой доступа к ресурсам alien. 2016. Создание прототипа федерального облака на основе 3-х институтов (BITP (Киев), SPbSU (Санкт-петербург), JINR (Дубна). Требование к облаку - возможность интеграции в существующие системы обработки БАК, включая alien. 2017. Оптимизация существующей в ALICE системы хранения данных под, как под малые облака уровня тиер-3 , так и под федеральные облака. Под существующими системами подразумевается EOS и xrootd