Búsqueda de nuevas resonancias y decaimientos extraños del quark top al bosón de Higgs en el LHC - Daneri, María Florencia (2020)
Múltiples búsquedas de física más allá del Modelo Estándar (ME) tienen lugar en los diferentes experimentos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC). La siguiente tesis describe dos análisis que comprenden algunas estas búsquedas llevadas a cabo con el experimento ATLAS. El primero se centra en una búsqueda de excesos localizados de eventos respecto del fondo de ME esperado en distribuciones de masa invariante de dos jets en eventos de baja masa invariante producidos en asociación con un fotón de gran momento transverso. La misma utiliza 76,6–79,8 fb^−1 de colisiones protón-protón del LHC colectadas por ATLAS con una energía de centro de masa de 13 TeV durante el período de 2015-2017. Se presentan dos variantes de esta búsqueda: una sin ningún requerimiento en el sabor de los jets, y la otra donde ambos jets deben ser identificados como b-jets. Las distribuciones de masa invariante observadas son consistentes con los procesos de multi-jet del ME, por lo que se establecen límites superiores para la sección eficaz de producción en un modelo de Z’ y, de forma independiente, para modelos genéricos con contribuciones de forma gaussiana en el espectro de masas, extendiendo así los límites para resonancias de baja masa existentes para ATLAS al rango de masas entre 225 y 1100 GeV. El segundo análisis comprende la búsqueda de un bosón de Higgs liviano cargado en decaimientos del tipo t → H+b, con H+ → c ̄b. El análisis se centra en eventos con pares de quark top donde uno decae a Wb, y el W lo hace leptónicamente, mientras que el otro top decae a H+b. Se utilizan 138,9 fb^−1 de colisiones protón-protón con √s=13 TeV colectadas por ATLAS entre 2015 y 2018. Se analizan estados finales con un leptón y múltiples jets, caracterizados por un electrón o muón aislados y al menos cuatro jets. La búsqueda explota la gran multiplicidad de b-jets característica de los eventos de señal y emplea un discriminante basado en una red neuronal que utiliza las diferencias cinemáticas entre señal y fondo, este último dominado por decaimientos del tipo tt ̄→ WbWb. Se presentan resultados preliminares en esta tesis que incluyen límites superiores esperados con un 95 % CL para la fracción de decaimiento de t → H+b como función de la masa del bosón de Higgs cargado, entre los 80 y 160 GeV.