Medición de la producción de eventos con muchos jets en colisiones protón-protón en el detector ATLAS

• Autores: Sacerdoti, Sabrina
• Año de publicación: 2017
• Idioma: inglés
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Otero y Garzón, Gustavo Javier
• Materia: MULTI-JET; FISICA DE JETS; QCD; SCATTERING HADRONICO; RESOLUCION DE JETS; MULTI-JET; QCD; JETS PHYSICS; JET RESOLUTION; HADRON-HADRON SCATTERING
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El trabajo presentado en esta tesis fue realizado en el marco de la colaboración ATLAS en el Large Hadron Collider. Se centró en el estudio de jets, sus propiedades,su medición en el calorímetro y la sección eficaz de su producción. Uno de los aspectossalientes de esta tesis es la medición de la sección eficaz diferencial de producción deeventos con muchos jets. Dicha medición utilizado el conjunto de datos colectado porel experimento ATLAS en colisiones protón-protón a √s = 8 TeV en el LHC. Laselección de eventos requiere que los cuatro jets de tipo anti-kt R = 0.4, de mayormomento transverso (pT) y por dentro del rango de rapidez │y│ < 2.8, se encuentrenbien separados entre sí (ΔRmin 4j > 0.65), tengan un pT > 64 GeV, e incluyan al menosun jet con pT > 100 GeV. La medición considera una gran variedad de variables,incluyendo distribuciones del momento de los jets, de masas invariantes, del mínimoy máximo ángulo de apertura entre los jets y otras variables cinemáticas. Asimismo,estas variables fueron subdivididas en función del momento del jet más energético yde la masa invariante con el objetivo de explorar por separado diferentes regímenescinemáticos. Las secciones eficaces medidas se presentan habiendo corregido por efectosdel detector y en comparación con algunos de los cálculos a primer orden en la teoríade perturbaciones más comúnmente usados en física experimental de altas energías,al igual que predicciones teóricas al siguiente orden en la constante de acoplamientofuerte. Otros aspectos de este trabajo contemplan la medición de la resolución en momentode los jets y la puesta a punto de nuevos detectores de centelleo en el calorímetro. Elprimer aspecto concierne estudios de propiedades de jets relacionados con su resoluciónen energía. Esta es una medición de gran importancia en el marco de los análisisque utilizan jets en el estado final. La resolución se ve afectada por las condicionesexperimentales al momento de la toma de datos, y puede empeorar considerablementeal incrementar la luminosidad instantánea del haz o la energía de las colisiones. Es porello que que la mejora de la resolución es una de las metas principales en el desarrollode correcciones aplicadas a la calibración de la energía de los jets, que a su vez debenser validadas apropiadamente a través de técnicas basadas en datos. Las tareas relacionadas con los detectores de centelleo fueron realizadas duranteel período sin toma de datos entre los años 2013 y 2014. Los detectores utilizadosdurante Run 1 e irradiados fueron removidos y estudiados, para luego realizar el dise~noy ensamblaje de sus sucesores.
The work presented in this thesis has been carried out in the frame of the ATLASexperiment at the Large Hadron Collider. It is centred around the study of jets,their properties, their measurement in the calorimeter, and their production cross section. One of the main aspects of this thesis is the measurement of the differentialcross section for the production of events with many jets, using the dataset collectedby the ATLAS detector in proton–proton collisions at √ s = 8 TeV delivered by the LHC. The event selection requires that the four anti-kt R = 0.4 jets in the event withthe largest transverse momentum (pT) within the rapidity range |y| < 2.8 are wellseparated (∆Rmin4j > 0.65), all have pT > 64 GeV, and include at least one jet withpT > 100 GeV. The measurement considers a wide variety of variables, including distributionsof jet momenta, invariant masses, minimum and maximum opening anglesand other kinematic variables. At the same time, these variables were binned in regionsof momenta and mass in order to probe more diverse kinematic regimes. Thepresented cross sections are corrected for detector effects and compared to some of theleading-order calculations of most widespread use in experimental physics, as well asnext-to-leading-order theoretical predictions. Other aspects of the work regarded the measurement of the momentum resolutionof jets, and the design and assembly of new scintillator detectors in the calorimeter. The first subject involves the study of jet properties related to its energy resolution. This is an important measurement within the collaboration, as many analysis have jetsin their final state. The resolution is affected by the data taking conditions, and itcan worsen considerably when the instant luminosity and the energy of the collisionsare increased. Consequently, the improvement of the jet resolution is one of the maingoals in the corrections applied in jet calibration, which in turn need to be tested andvalidated through in situ methods. The work related to scintillator detectors was carried out during the period in whichdata taking was halted, between 2013 and 2014, to allow for the repair and upgrade ofthe accelerator and the experiments. The irradiated scintillators used during Run 1 wereremoved for study, in order to make an improved design and assembly new detectors.
Fil: Sacerdoti, Sabrina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.