Per citar aquest document: http://ddd.uab.cat/record/55474
Simulation of the measurement of the inclusive jet cross sections in Z(→e⁺e⁻ / →μ⁺μ⁻)+jets events in pp collisions at 14 TeV with the ATLAS experiment / Ester Segura i Solé ; supervised by Martine Bosman
Segura i Solé, Ester
Bosman, Martine, dir. (Institut de Física d'Altes Energies)

Publicació: Bellaterra: Universitat Autònoma de Barcelona , 2009
Resum: Després de 20 anys de preparació, el LHC s'encendrà a finals del 2009, col. lisionant protons a energies de 14TeV, per recrear els primers moments del Big Bang. Les partícules s'acceleraran al llarg del túnel circular de 27 km de circumferència fins a velocitats properes a la de la llum. El túnel, situat prop de Ginebra, i els seus experiments formen un dels més grans esforços de la història per estudiar l'estructura fonamental de la matèria. S'espera que a aquestes altes energies de col. lisió nous fenòmens físics puguin esdevenir i siguin descoberts. Entre les restes resultants de les col. lisions entre protons, evidències de dimensions extres, de la misteriosa matèria fosca que inunda el nostre univers o de la partícula de Higgs que dona massa a les partícules elementals, podran ser observades. ATLAS és un dels experiments del LHC. A més a més del descobriment de nova Física en el seu programa, també està inclosa la investigació de la Física ja coneguda. Un millor coneixement de la teoria pertorbativa de Quantum Chromodynamics és un dels objectius d'ATLAS. QCD és la teoria que descriu les interaccions fortes entre quarks i gluons. Aquesta teoria encara roman sense resoldre, ja que no exiteix un mètode d'aproximació vàlid per qualsevol escala d'energies. La teoria pertorbativa de QCD pot descriure un gran nombre d'interaccions a altes energies. El seu formalisme ha donat una eina molt valuosa dins l'estudi de les interaccions fortes. La signatura més notable dels processos QCD en col. lisionadors d'hadrons és la producció de jets de partícules col. limats. La mesura d'aquests jets en associació amb un bosó vector, W o Z, proporciona un test estricte dels càlculs de la teoria pertorbativa de QCD. A més, alguns dels processos de la nova Física, com la producció del bosó Higgs o de partícules supersimètriques, poden ser imitats per la producció dels bosons vectros en associació amb jets, que constitueixen un background irreduïble a l'investigació d'aquests nous processos. Aquesta tesi presenta la mesura de la "inclusive jet cross section" en events amb un bosó Z(e,e,) o Z(mu,mu), comparant les prediccions teòriques amb les dades "real", i. e. events Monte Carlo "fully-reconstructed", pel primer 1fb-1 de dades obtingudes amb el detector ATLAS. Les dades reconstruïdes i corregides es comparen amb les prediccions de la teoria pertorbativa de QCD a nivell NLO i LO. Aquestes prediccions pertorbatives es corregeixen amb les contribucions de processos no pertorbatius, com l'underlying event o la fragmentació dels partons dins dels jets d'hadrons. Aquests processos no poden ser descrits per la teoria pertorbativa, i s'estimen amb models fenomenològics. S'han utilitzat dos tipus diferents de dades reconstruides Monte Carlo, ALPGEN i PYHTIA. S'han estudiat les comparacions entre les prediccions d'ambdós generadors. Els processos background han estat estimats utilitzant diferents mètodes "data-driven". Per la recerca dels jets, s'ha utilitzat l'algoritme ATLAS Cone 0. 4, després d'identificar la presència d'un bosó Z mitjançant la reconstrucció del seu decaiment (electrons o muons). Les dades reconstruides han estat corregides pels efectes del detector, utilitzant factors independents. Aquest anàlisi ha estat realitzat abans que ATLAS recollís les primeres dades reals, abans de l'inici del LHC, per aquest motiu aquesta tesi es basa en dades simulades amb generadors Monte Carlo. Mentres dura la preparació d'un experiment de Física d'altes energies com ATLAS, aquestes simulacions són molt importants pel desenvolupament d'estratègies eficaces d'anàlisi de dades i reconstrucció d'objectes físics mesurats pel detector.
Resum: Después de 20 años de preparación, el LHC va a encenderse a finales del 2009, colisionando protones a una energia de 14 TeV, para recrear los primeros momentos después del Big Bang. Las partículas serán aceleradas a lo largo del tunel circular de 27 km de circumferencia hasta velocidades próximas a la de la luz. El túnel, situado cerca de Ginebra, y sus experimentos forman uno de los más grandes esfuerzos de la história para estudiar la estructura fundamental de la materia. Se espera que a estas elevadas energías de colisión, nuevos fenómenos físicos puedan ocurrir y sean descubiertos. Entre los resultantes escombros de las colisiones entre protones, evidencias de dimensiones extras, de la misteriosa materia oscura que inunda nuestro universo o de la partícula de Higgs que da masa a las partículas elementales serán observadas. ATLAS es uno de los experimentos del LHC. Además del descubrimiento de nueva Fisica en su programa, también está la investigación de la Fisica ya descubierta. Un mejor conocimiento de la teoría perturbativa de Quantum Chromodynamics es uno de los objetivos de ATLAS. Quantum Chromodynamics es la teoria de campos que describe las interacciones fuertes entre quarks y gluones. Esta teoría todavia permanece sin resolver, ya que no existe un método de aproximación válido para cualquier escalada de energía. La teoría perturbativa de QCD puede describir un gran numero de interacciones a altas energías. Su formulismo ha dado una herramienta muy valiosa en el estudio de las interacciones fuertes. La signatura más notable de procesos QCD en collisionadores de hadrones es la producción de jets colimados de hadrones. La medición de estos jets en asociación con un bosón vector, W o Z, proporciona un test severo de los cálculos de la teoría perturbativa de QCD. Además, algunos de los procesos de nueva Física en los colisionadores de hadrones, como la production del boson de Higgs o de partículas supersimétricas, pueden ser imitados por la producción de bosones vectores en asociación con jets, que constituyen un background irreducible a la investigación de estos nuevos procesos. Esta tesis presenta la medida de la "inclusive jet cross section" en sucesos con un boson Z (ee) o Z(mu,mu), comparando las prediciones teoricas con los datos "reales", i. e. sucesos Monte Carlo "fully-reconstructed", para el primer 1fb-1 de datos obtenidos con el detector ATLAS. Los datos reconstruidos y corregidos son comparados a las predicciones de la teoria perturbativa de QCD a nivel NLO y LO. Estas predicciones perturbativas se corrigen con las contribuciones de procesos no perturbativos, como el underlying event o la fragmentación de los partones en jets de hadrones. Estos procesos no pueden ser descritos por la teoria perturbativa, y son estimados con modelos fenomenologicos. Se han ultilizado dos tipos distintos de datos reconstruidos Monte Carlo, ALPGEN y PYTHIA. Comparaciones entre las predicciones de ambos generadores Monte Carlo han sido estudiadas. Los procesos background han sido estimados usando distintos métodos "data-driven". Para la búsqueda de jets se ha usado el algoritmo ATLAS Cone 0. 4 jet, después de identificar la presencia de un bosón Z a través de la reconstrucción de su decaimiento (electrones o muones). Los datos reconstruidos son corregidos por los efectors del detector, usando factores independientes. Este analisis ha sido realizado antes que ATLAS recogiera los primeros datos reales, antes del inicio del LHC, por este motivo esta tesis esta basada en datos simulados con generadores Monte Carlo. Mientras dura la preparación de un experimento de fisica de altas energías como ATLAS, estas simulaciones son de vital importancia para el desarrollo de estrategias eficaces de analisis de datos y reconstrucción de objetos físicos medidos por el detector.
Resum: After 20 years of preparation, the Large Hadron Collider is going to be switched on in late 2009, smashing protons at an energy of 14 (10) TeV, to recreate the first moments after the Big Bang. Particles will whizz around a circular tunnel of 27 km in circumference at near light speed. The tunnel, built near Geneva, and its experiments constitute one of the largest coordinated efforts ever made to study the fundamental structure of nature. It is expected that at the energies reached in the proton-proton collisions at the LHC, unknown physical phenomena will have to occur and will be observable. Among the particle debris may lie evidence for extra dimensions, mysterious dark matter that pervades the universe or the Higgs boson, which gives mass to elementary particles. ATLAS is one of the LHC experiments. Besides the new phenomena goals in its physics program, there is the understanding of the already known physics. The better understanding of perturbative Quantum Chromodynamics theory is one of the aims of ATLAS. Quantum Chromodynamics is the field theory which describes the strong interaction between quarks and gluons. It remains an "unsolved" theory, since no single approximation method can be used to all length scales. Perturbative QCD naturally describes a large set of high-energy, large-momentum-transfer cross sections and its formalism has provided an invaluable tool in the study of the strong interactions. The most prominent signature of QCD at hadron colliders is the production of collimated jets of hadrons. The measurement of the production of such jets in association with a vector boson, W or Z, provides a stringent test of perturbative QCD (pQCD) calculations. Furthermore, some of new physics processes at hadron colliders, such as the production of Higgs bosons and supersymmetric particles, can be mimicked by the production of vector bosons in association with jets that constitute irreducible backgrounds to these searches. This PhD. thesis presents the measurement of the inclusive jet cross section in Z e+e and in Z + events, comparing theory predictions with "real data", i. e. Monte Carlo fully-reconstructed events, for the first 1fb1 of data at the ATLAS detector. Reconstructed corrected data is compared to next-to-LO (NLO) and LO pQCD predictions. Perturbative predictions are corrected for the contributions of the non-perturbative processes, like the underlying event and the fragmentation of the partons into jets of hadrons. These processes are not described by perturbation theory and must be estimated using phenomenological models. Two different reconstructed data are used, PYTHIA and ALPGEN Monte Carlo data. Comparisons of both Monte Carlo predictions are studied. Background processes are estimated proposing different data-driven methods to be applied to real data. ATLAS Cone 0. 4 algorithm is used to look for jets in the events after identifying the presence of a Z boson through the reconstruction of its decay (electrons or muons). Reconstructed data is corrected for detector effects, using independent factors.
Nota: Bibliografia
Nota: Tesi doctoral - Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física, 2009
Nota: Descripció del recurs: el 24 de febrer de 2010
Drets: ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.
Llengua: Anglès.
Document: Tesis i dissertacions electròniques ; doctoralThesis
Matèria: Col·lisionadors grans d'hadrons ; Cromodinàmica quàntica ; Partícules (Física nuclear) ; Interaccions ; lemac ; Indexació automàtica
ISBN: 978-84-692-606-9

Adreça alternativa:: http://hdl.handle.net/10803/3421


174 p, 5.7 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca > Tesis doctorals

 Registre creat el 2010-04-27, darrera modificació el 2016-04-15



   Favorit i Compartir