Relat´ orio de Atividades de 2021
Centro Brasileiro de Pesquisas F´ısicas
Pontif´ıcia Universidade Cat´ olica do Rio de Janeiro Universidade Federal do Rio de Janeiro
Universidade Federal do Triˆ angulo Mineiro
1 Introdu¸ c˜ ao
A colabora¸c˜ao LHCb opera um detetor no acelerador LHC do CERN. Pesquisadores de institui¸c˜oes brasileiras participam da colabora¸c˜ao desde 1998, tendo atuado em todas as etapas de prepara¸c˜ao, constru¸c˜ao e opera¸c˜ao do equipamento. Em 2021 o grupo brasileiro foi formado por 17 pesquisadores e 12 alunos de p´os-gradua¸c˜ao de quatro institui¸c˜oes , Centro Brasileiro de Pesquisas F´ısicas (CBPF), Pontif´ıcia Universidade Cat´olica do Rio de Janeiro (PUC-Rio), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e Universidade Federal do Triˆangulo Mineiro (UFTM), o que corresponde a aproximadamente 3% da equipe cient´ıfica do LHCb. Tamb´em participam da equipe 5 t´ecnicos ou tecnologistas.
O grupo se envolveu em projetos ligados ao aperfei¸coamento do detetor, prepara¸c˜ao e an´alise de dados e de computa¸c˜ao distribu´ıda, tendo assumido posi¸c˜ao de lideran¸ca em v´arios deles.
Durante o ano de 2021, os membros do grupo brasileiro realizaram 10 apresenta¸c˜oes em conferˆencias nacionais e internacionais como representantes da colabora¸c˜ao LHCb.
Neste per´ıodo foram publicados 41 artigos cient´ıficos.
2 Equipe
A equipe ´e formada por pesquisadores residentes, pesquisadores visitantes, alunos de p´os-gradua¸c˜ao, t´ecnicos e tecnologistas.
2.1 Pesquisadores Residentes
Os 17 pesquisadores listados abaixo s˜ao autores de artigos do LHCb e s˜ao contados para c´alculo da contribui¸c˜ao para manuten¸c˜ao e opera¸c˜ao do experimento (M&O). Na tabela abaixo s˜ao indicadas a institui¸c˜ao e os projetos em que cada pesquisador est´a envolvido.
Pesquisador Institui¸c˜ao /Cargo
Projetos/Atividades Alberto Reis CBPF/Pesq. Tit-
ular
Decaimento de m´esons B e D em trˆes corpos Andr´e Massafferri CBPF/Pesq. As-
sociado
Desenvolvimento de eletrˆonica de detetores e Decaimentos de m´esons B em trˆes corpos.
Alvaro Gomes´ UFTM/Prof. Ad- junto
Decaimentos de m´esons B em trˆes corpos Bruno S. de Paula UFRJ/Prof. As-
sociado
Intera¸c˜ao eletrofraca Carla G¨obel PUC-Rio/Profa.
Associada
Decaimentos de m´esons B e D em trˆes corpos Erica Polycarpo´ UFRJ/Profa. As-
sociada
Decaimento de m´esons D em trˆes corpos, aplica¸c˜oes de F´ısica de Altas Energias em F´ısica M´edica e Real Time Analysis
Fernando L. Fer- reira Rodrigues
UFRJ/Prof. Ad- junto
Decaimentos de m´esons B em trˆes corpos Ignacio Bediaga CBPF/Pesq. Tit-
ular
Decaimentos de m´esons B em trˆes corpos e computa¸c˜ao distribu´ıda (GRID)
Irina Nasteva UFRJ/Profa. Ad- junta
Decaimentos de m´esons B em trˆes corpos, desenvolvimento de detectores de sil´ıcio e de- senvolvimento de ventilador pulmonar Jos´e Helder Lopes UFRJ/Prof. As-
sociado
Decaimentos de m´esons B em trˆes corpos e Reconstru¸c˜ao de jatos no trigger de n´ıvel 2 do LHCb
Juan Otalora UFRJ/Prof. Ad- junto
Decaimentos de m´esons B em trˆes corpos Jussara Miranda CBPF/Pesq. As-
sociada
Decaimentos de m´esons B em trˆes corpos Leandro de Paula UFRJ/Prof. Titu-
lar
Decaimento de m´esons Bc em trˆes corpos Miriam Gandel-
man
UFRJ/Profa. As- sociada
Decaimento de m´esons Bc em trˆes corpos e desenvolvimento de detetores de sil´ıcio Murilo Rangel UFRJ/Prof. Ad-
junto
Intera¸c˜ao eletrofraca, uso de GPU para re- constru¸c˜ao de eventos e Real Time Analysis Diego Torres CBPF/Bolsista
PosDoc
Decaimento de m´esons B em trˆes corpos Sandra Amato UFRJ/Profa. Tit-
ular
Decaimento de m´esons D em trˆes corpos e Real Time Analysis
2.2 Alunos de p´ os-gradua¸ c˜ ao
Os alunos de p´os-gradua¸c˜ao do grupo s˜ao listados abaixo. Os alunos de doutorado s˜ao autores das publica¸c˜oes da colabora¸c˜ao LHCb mas n˜ao s˜ao inclu´ıdos no c´alculo da taxa de manuten¸c˜ao e opera¸c˜ao do experimento. Alunos que defenderam no decorrer do ano
n˜ao s˜ao indicados na tabela abaixo e sim na Se¸c˜ao 4.1 onde constam disserta¸c˜oes e/ou teses defendidas.
Aluno Institui¸c˜ao / N´ıvel Orientador
Bianca de Barros PUC-Rio/Mestranda Carla G¨obel
Ivanildo Rui Barbosa PUC-Rio/Doutorando Carla G¨obel
Leonardo Santoro PUC-Rio/Mestrando Carla G¨obel
Lucas Rom˜ao PUC-Rio/Mestrando Carla G¨obel
Victoria Ramos de Oliveira PUC-Rio/Mestranda Carla G¨obel Felipe Luan Souza de
Almeida
UFRJ/Doutorando Erica Polycarpo´
Lucas Meyer Garcia UFRJ/Doutorando Murilo Rangel
Gabriel dos Santos Ro- drigues
UFRJ/Mestrando Irina Nasteva
Salazar Travancas Neto UFRJ/Mestrando Miriam Gandelman Ulisses Carneiro CBPF/Doutorando Andr´e Massafferri
Lucas Falc˜ao CBPF/Doutorando Andr´e Massafferri
Juan Baptista Leite CBPF/Doutorando Alberto Reis
2.3 T´ ecnicos
Para o desenvolvimento de atividades t´ecnicas ou de instrumenta¸c˜ao o grupo conta com a participa¸c˜ao de tecnologistas, t´ecnicos senior, bolsistas tecnologistas e t´ecnicos do CBPF listados a seguir: Eraldo Silva J´unior, Fernando Souza, Jaime Paix˜ao, Orlanna Lopes e Renato Santana.
O t´ecnico aposentado da UFRJ Elis Cesar Chagas participou como colaborador volunt´ario no desenvolvimento das atividades de instrumenta¸c˜ao do projeto do ventilador pulmonar HPLV.
3 Projetos e Atribui¸ c˜ oes
3.1 Projetos
Os projetos em execu¸c˜ao est˜ao listados abaixo junto com os nomes dos pesquisadores envolvidos.
• Desenvolvimento de um novo detetor de v´ertices para o LHCb (upgrade do VeLo) - M. Gandelman, I. Nasteva, J. Otalora, G. Rodrigues.
• Valida¸c˜ao das 320 Read-Out-Boards (RoB) do projeto SciFi - A. Massafferri, D.
Ayres e U. Carneiro.
• Reconstru¸c˜ao de jatos - M. Rangel e J. Lopes
• Reconstru¸c˜ao e sele¸c˜ao de f´otons no primeio n´ıvel do trigger: M. Rangel.
• Estudos de QCD e intera¸c˜ao eletrofraca - M. Rangel e B. de Paula.
• Decaimentos do m´eson D+ em trˆes corpos - S. Amato, C. G¨obel, E. Polycarpo, A.
Reis.
• Decaimentos do m´esonB+ em trˆes corpos - A. Gomes, A. Reis, I. Bediaga, C. G¨obel, J. Lopes, J. Miranda, I. Nasteva, J. Otalora e F. Rodrigues
• Decaimentos do m´eson Bc+ em trˆes corpos - M.Gandelman e L. de Paula.
• Desenvolvimento de um cluster de computa¸c˜ao distribu´ıda (GRID) - I. Bediaga, R.
Santana, E. Silva Jr., O. lopes e C. Paix˜ao.
• Desenvolvimento do ventilador pulmonar HPLV para COVID - I. Nasteva, G.
Rodrigues.
• Respons´avel pela linha de decaimento deD+ em trˆes corpos no trigger de n´ıvel 2 do LHCb - S. Amato e E. Polycarpo.
3.2 Notas Internas em processo de escrut´ınio dentro da colab- ora¸ c˜ ao
Ao longo de 2021, as seguintes notas internas estiveram sob escrut´ınio da Colabora¸c˜ao (Working Group review e/ou Review Committee):
• Dalitz plot analysis ofD+ →π−π+π+ and study of theπ−πS-wave amplitude,LHCb- ANA-2021-029, F. Abrantes, S. Amato, C. G¨obel, J. Leite, E. Polycarpo, A.C. dos Reis, em RC, escrut´ınio em andamento.
• Dalitz plot analysis of Ds+ → π−π+π+ and study of the π−π S-wave amplitude, F. Abrantes, S. Amato, C. G¨obel, J. Leite, E. Polycarpo, A.C. dos Reis, WG review, escrut´ınio em andamento.
• Search for CP violation in the decays Ds+ → K−K+K+ and D+ → K−K+K+, LHCb-ANA-2021-036, S. Amato, C. Bolognani, C. G¨obel, E. Polycarpo, A.C. dos Reis, em RC, escrut´ınio em andamento.
• Direct CP violation in B± →h±h+h− decays using 2015-2018 data, I. Bediaga, M.
Cruz, A. Gomes, G. Gomes, J. Helder Lopes, L. S. Lavra, A. Massafferri, J. M. de Miranda, I. Nasteva, J. Otalora, A. C. dos Reis, F. Rodrigues, D. Torres Machado, em RC, escrut´ınio em andamento.
3.3 Atribui¸ c˜ oes
Atribui¸c˜oes dentro do LHCb
• Murilo Rangel: membro, at´e Mar¸co de 2021, doSpeaker’s Bureau do LHCb.
• Erica Polycarpo: membro, a partir de Abril de 2021, do Speaker’s Bureau do LHCb.
• Miriam Gandelman: membro doEditorial Board, respons´avel pela revis˜ao de todos os artigos submetidos `a publica¸c˜ao .
• Irina Nasteva: membro, a partir de Outubro de 2021, doLHCb Early Career, Gender and Diversity office.
• Jussara Miranda: membro de Comitˆe Revisor –Review Committee (RC) – Observa- tion of the decays B0 →D¯∗0K+π− and Bs0 →D¯∗0K−π+.
• Erica Polycarpo: membro de Comitˆe Revisor –Review Committee (RC)– Evidence for a new structure in the J/ψp and J/ψp systems in Bs0 →J/ψpp decays.
• Carla G¨obel: chair do RC da an´aliseΛ+c to D0 cross-section ratio in peripheral PbPb collisions at √
sN N = 5.02 TeV with LHCb
• Plant˜oes na colabora¸c˜ao: F. Ferreira Rodrigues, 26 como RTA Software Shifter; C.
G¨obel, 14 comoRTA Software Shifter; A. Reis, 14 como RTA Software Shifter;
• Alvaro Gomes dos Santos Neto: revisor em grupo de trabalho –´ Working Group (WG) reviewerda an´alise Amplitude Analysis ofB+→K+π+π− Decays with Run 1 Data, LHCb-ANA-2021-037 do WG BnoC.
Outras Atribui¸c˜oes relevantes
• Miriam Gandelman: membro do comitˆe internacional da escola do CERN para a Am´erica Latina (CLASHEP) e membro efetivo do comitˆe assessor do CNPq de F´ısica e Astronomia (CA-FA).
• Leandro de Paula: membro do CTC da RENAFAE.
• Carla G¨obel: membro do IAC da CHARM 2020 (ocorrida em 2021)
4 Produ¸ c˜ ao Cient´ıfica
4.1 Teses Conclu´ıdas
Durante o ano de 2021 foram apresentadas e aprovadas as seguintes disserta¸c˜oes de mestrado e/ou teses de doutorado:
Aluno Institui¸c˜ao / N´ıvel Orientador
Lucas Nicholas Falc˜ao Fer- reira
PUC-Rio/Mestrado Carla G¨obel Carolina da Silva Bolog-
nani
PUC-Rio/Mestrado Carla G¨obel
4.2 Artigos Publicados
Os 41 artigos da colabora¸c˜ao LHCb preparados durante o ano de 2021 s˜ao listados abaixo.
[1] R. Aaij et al. [LHCb], JHEP 12, 107 (2021) doi:10.1007/JHEP12(2021)107 [arXiv:2109.07292 [hep-ex]].
[2] R. Aaij et al. [LHCb], Phys. Rev. D 104, no.11, 112008 (2021) doi:10.1103/PhysRevD.104.112008 [arXiv:2109.02621 [hep-ex]].
[3] R. Aaij et al. [LHCb], JHEP 11, 181 (2021) doi:10.1007/JHEP11(2021)181 [arXiv:2109.00220 [hep-ex]].
[4] R. Aaij et al. [LHCb], JHEP 11, 043 (2021) doi:10.1007/JHEP11(2021)043 [arXiv:2107.13428 [hep-ex]].
[5] R. Aaij et al. [LHCb], JHEP 10, 060 (2021) doi:10.1007/JHEP10(2021)060 [arXiv:2107.09593 [hep-ex]].
[6] R. Aaij et al. [LHCb], Phys. Rev. D 104, no.9, 9 (2021) doi:10.1103/PhysRevD.104.L091102 [arXiv:2107.03419 [hep-ex]].
[7] R. Aaij et al. [LHCb], Phys. Rev. Lett. 127, no.11, 111801 (2021) doi:10.1103/PhysRevLett.127.111801 [arXiv:2106.03744 [hep-ex]].
[8] R. Aaijet al.[LHCb], Eur. Phys. J. C81, no.11, 1026 (2021) doi:10.1140/epjc/s10052- 021-09711-7 [arXiv:2105.14738 [hep-ex]].
[9] R. Aaij et al. [LHCb], Phys. Rev. Lett. 127, no.15, 151801 (2021) doi:10.1103/PhysRevLett.127.151801 [arXiv:2105.14007 [hep-ex]].
[10] R. Aaij et al. [LHCb], Phys. Rev. D 104, no.7, 072010 (2021) doi:10.1103/PhysRevD.104.072010 [arXiv:2105.09889 [hep-ex]].
[11] R. Aaij et al. [LHCb], Sci. China Phys. Mech. Astron. 64, no.10, 101062 (2021) doi:10.1007/s11433-021-1742-7 [arXiv:2105.06841 [hep-ex]].
[12] R. Aaij et al. [LHCb], JHEP 06, 177 (2021) doi:10.1007/JHEP06(2021)177 [arXiv:2105.02596 [hep-ex]].
[13] R. Aaij et al. [LHCb], Phys. Rev. D 104, no.3, L031102 (2021) doi:10.1103/PhysRevD.104.L031102 [arXiv:2105.01565 [hep-ex]].
[14] R. Aaij et al. [LHCb], Phys. Rev. D 104, no.5, 052010 (2021) doi:10.1103/PhysRevD.104.052010 [arXiv:2104.15074 [hep-ex]].
[15] R. Aaij et al. [LHCb], Chin. Phys. C 45, no.9, 093002 (2021) doi:10.1088/1674- 1137/ac0c70 [arXiv:2104.04759 [hep-ex]].
[16] R. Aaij et al. [LHCb], JHEP 06, 019 (2021) doi:10.1007/JHEP06(2021)019 [arXiv:2103.11058 [hep-ex]].
[17] R. Aaij et al. [LHCb], Phys. Rev. C 103, 064905 (2021) doi:10.1103/PhysRevC.103.064905 [arXiv:2103.07349 [hep-ex]].
[18] R. Aaij et al. [LHCb], Phys. Rev. D 104, no.3, 032005 (2021) doi:10.1103/PhysRevD.104.032005 [arXiv:2103.06810 [hep-ex]].
[19] R. Aaij et al. [LHCb], JHEP 05, 095 (2021) doi:10.1007/JHEP05(2021)095 [arXiv:2103.04949 [hep-ex]].
[20] R. Aaij et al. [LHCb], Phys. Rev. Lett. 127, no.8, 082001 (2021) doi:10.1103/PhysRevLett.127.082001 [arXiv:2103.01803 [hep-ex]].
[21] R. Aaij et al. [LHCb], Phys. Rev. Lett. 126, no.16, 161802 (2021) doi:10.1103/PhysRevLett.126.161802 [arXiv:2012.13241 [hep-ex]].
[22] R. Aaij et al. [LHCb], Phys. Rev. Lett. 126, no.9, 091802 (2021) doi:10.1103/PhysRevLett.126.091802 [arXiv:2012.12789 [hep-ex]].
[23] R. Aaij et al. [LHCb], JHEP 03, 099 (2021) doi:10.1007/JHEP03(2021)099 [arXiv:2012.11341 [hep-ex]].
[24] R. Aaijet al. [LHCb], Sci. Bull. 66, 1278-1287 (2021) doi:10.1016/j.scib.2021.02.030 [arXiv:2012.10380 [hep-ex]].
[25] R. Aaij et al. [LHCb], JHEP 04, 081 (2021) doi:10.1007/JHEP04(2021)081 [arXiv:2012.09903 [hep-ex]].
[26] R. Aaij et al. [LHCb], JHEP 03, 075 (2021) doi:10.1007/JHEP03(2021)075 [arXiv:2012.05319 [hep-ex]].
[27] R. Aaij et al. [LHCb], Phys. Rev. Lett. 126, no.8, 081804 (2021) doi:10.1103/PhysRevLett.126.081804 [arXiv:2012.05143 [hep-ex]].
[28] R. Aaij et al. [LHCb], Eur. Phys. J. C81, no.3, 261 (2021) doi:10.1140/epjc/s10052- 021-08994-0 [arXiv:2012.02696 [hep-ex]].
[29] R. Aaij et al. [LHCb], Phys. Lett. B 815, 136172 (2021) doi:10.1016/j.physletb.2021.136172 [arXiv:2011.13738 [hep-ex]].
[30] R. Aaij et al. [LHCb], JHEP 03, 137 (2021) doi:10.1007/JHEP03(2021)137 [arXiv:2011.12041 [hep-ex]].
[31] R. Aaij et al. [LHCb], Phys. Rev. Lett. 126, no.12, 122002 (2021) doi:10.1103/PhysRevLett.126.122002 [arXiv:2011.09112 [hep-ex]].
[32] R. Aaij et al. [LHCb], Chin. Phys. C 45, no.4, 043001 (2021) doi:10.1088/1674- 1137/abdf40 [arXiv:2011.06847 [hep-ex]].
[33] R. Aaij et al. [LHCb], Eur. Phys. J. C81, no.3, 248 (2021) doi:10.1140/epjc/s10052- 021-08973-5 [arXiv:2011.05263 [hep-ex]].
[34] R. Aaij et al. [LHCb], JHEP 02, 024 (2021) [erratum: JHEP 04, 170 (2021)]
doi:10.1007/JHEP02(2021)024 [arXiv:2011.01867 [hep-ex]].
[35] R. Aaij et al. [LHCb], JHEP 06, 044 (2021) doi:10.1007/JHEP06(2021)044 [arXiv:2011.00217 [hep-ex]].
[36] R. Aaij et al. [LHCb], Eur. Phys. J. C81, no.7, 601 (2021) doi:10.1140/epjc/s10052- 021-09305-3 [arXiv:2010.15931 [hep-ex]].
[37] R. Aaij et al. [LHCb], Phys. Rev. D 103, no.1, 012004 (2021) doi:10.1103/PhysRevD.103.012004 [arXiv:2010.14485 [hep-ex]].
[38] R. Aaij et al. [LHCb], Eur. Phys. J. C81, no.4, 314 (2021) doi:10.1140/epjc/s10052- 020-08790-2 [arXiv:2010.11986 [hep-ex]].
[39] R. Aaij et al. [LHCb], JHEP 02, 023 (2021) doi:10.1007/JHEP02(2021)023 [arXiv:2010.09437 [hep-ex]].
[40] R. Aaij et al. [LHCb], JHEP 02, 169 (2021) doi:10.1007/JHEP02(2021)169 [arXiv:2010.08483 [hep-ex]].
[41] R. Aaij et al. [LHCb], Phys. Rev. Lett. 126, no.9, 092001 (2021) doi:10.1103/PhysRevLett.126.092001 [arXiv:2009.06619 [hep-ex]].
4.3 Reuni˜ oes Cient´ıficas
1. I. Nasteva, Charmless b-hadron decays at LHCb, 19th International Conference on Hadron Spectroscopy and Structure, M´exico (online), 2021.
2. C. G¨obel, Flavour Physics at the LHCb experiment, palestra paralela convidada no XLI ENFPC, setembro de 2021 (online).
3. Estudo do decaimento Bc+ →π+π+π+ no experimento LHCb com an´alise de dados envolvendo Machine Learning, Salazar Travancas Neto, Miriam Mendes Gandelman, Leandro Salazar de Paula, Adl`ene Hicheur. ENFPC Setembro de 2021.
4. C. G¨obel, T´opicos de Fronteira em F´ısica de Part´ıculas, minicurso convidado na VIII Escola do CBPF, agosto 2021 (online).
5. M. Rangel Heavy ion and fixed target physics at the LHCb experiment, XV Hadron Physics, Instituto Tecnol´ogico de Aeron´autica (virual), 13-17 de setembro de 2021.
6. M. Rangel, ALP searches prospects with heavy ions at LHCb, Heavy Ion and New Physics, ECT* - European Center for Theoretical Studies in Nuclear Physics and Related Areas (virtual), 20-21 de maio de 2021.
7. A. Reis, Exotic and excited open charm spectroscopy in B decays at LHCb, 19th International conference on hadron spectroscopy and structure, M´exico (virtual), 28 de julho de 2021.
8. A. Reis,Summary and perspectives, semin´ario de encerramento da 19th International conference on hadron spectroscopy and structure, M´exico (virtual), 31 de julho de 2021.
9. A. Reis, The new hadrons at LHCb, 6th Colombian Meeting in high energy physics, 28 de novembro de 2021, Santa Marta, Colˆombia
10. A. Gomes,LHCb Latest Results and New Perspectives, Latin American Symposium on High Energy Physics XII3/4, ICTP-SAIFR, 8-12 de Novembro de 2021, S˜ao Paulo, Brasil (por videoconferˆencia).
5 Divulga¸ c˜ ao Cient´ıfica
• Projeto de extens˜ao Descobrindo as Part´ıculas Elementares (UFRJ): produ¸c˜ao e tradu¸c˜ao de v´ıdeos educativos (canal do LAPE no youtube), entrevistas com pesquisadores brasileiros, p´aginas de wikipedia, divulga¸c˜ao semanal de mat´erias, quizzes e t´opicos nas redes sociais do LAPE (facebook, instagram); I. Nasteva, M.
Rangel, M. Gandelman
• Organiza¸c˜ao do Masterclass Internacional do LHCb (UFRJ, evento online - mar¸co de 2021) - S. Amato, L. de Paula, I. Nasteva, M. Gandelman, M. Rangel, E. Polycarpo;
• Palestra no XXIX Congresso de inicia¸c˜ao cient´ıfica da UNICAMP 2021: O Museu Interativo da F´ısica e o desafio da divulga¸c˜ao cient´ıfica, novembro de 2021, Miriam Gandelman;
• Palestra no Instituto Federal de S˜ao Paulo - Campus Suzano - projeto CAFE IFSP (Centro de Aprendizagem de F´ısica Experimental): Part´ıculas que oscilam entre
mat´eria e antimat´eria, Setembro de 2021, Miriam Gandelman.
• Programa Beam-Line for Schools (BL4S) no Brasil, dentro do grupo IPPOG para fomento de atividades de divulga¸c˜ao cient´ıfica promovidas pelo CERN. Esta atividade consiste em uma competi¸c˜ao mundial destinada a times formados por estudantes do ciclo-m´edio para avaliar as melhores propostas para uso do acelerador e detectores do CERN e DESY (Alemanha). A. Massafferri
• Oficina sobre o Programa Masterclass do LHCb (Large Hadron Collider) no I Col´oquio FAETEC Professores-Pesquisadores: saberes da educa¸c˜ao profissional e tecnol´ogica, junho de 2021, Erica Polycarpo e Sandra Amato.
