Resumen de Measurement of the top-quark pair production cross-section involving a tau & muon studies with tilecal in atlas
Eva Valladolid Gallego
La presente tesis se ha desarrollado en el marco del experimento ATLAS, un detector de propósito general y que al igual que los detectores CMS, ALICE y LHCb, se halla ubicado en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), en el Centro Europeo para la Investigación Nuclear (CERN). El trabajo se compone de varias partes diferenciadas y comienza con una descripción básica de la física que se estudia en el LHC centrada en el quark top, cuya producción de pares es uno de los procesos dominantes en las interacciones protón-protón, después de los jets de QCD y la producción de los bosones W y Z. También se describe la partícula tau, uno de los principales ingredientes del análisis de física presentado. A continuación se describen las partes fundamentales del acelerador LHC y del detector ATLAS. Lo siguiente se dedica al sub-detector TileCal, centrándose en la electrónica y el proceso de validación de datos utilizado durante la fase de puesta en marcha del detector. También se describe el algoritmo TileMuID, implementado en el nivel-2 del Trigger de Muones de ATLAS y basado en TileCal. Estos estudios contribuyeron a la puesta en marcha de TileCal utilizando datos de muones cósmicos durante el periodo de preparación para colisiones, permitiendo confirmar el correcto funcionamiento del detector. La parte principal de este trabajo corresponde a análisis de física, con investigaciones relacionadas con la física del quark top. Comienza con la selección de objetos comunes a todo el análisis y la descripción de las muestras utilizadas. Continua con estudios sobre la identificación de la partícula tau, en donde se calcula la probabilidad de que un tau sea erróneamente identificado por jets, para lo que se usan muestras de ? +jets, que tienen una gran cantidad de jets provenientes de light-quark. El objetivo de este trabajo es elegir el mejor algoritmo de identificación para la medida de la sección eficaz. A esto le sigue el cálculo de los factores de escala del fondo Z ? ll, para conseguir un mayor acuerdo entre muestras de datos y Monte Carlo (MC). Estos números son necesarios para el medida de la sección eficaz. A continuación se presenta la descripción de la selección de eventos y estudio de la tabla de cortes correspondientes a esa selección, con el fin de estudiar el fondo MC y poder maximizar el número de eventos de señal frente al fondo. Por último se presenta la medida de la sección eficaz del par top en el canal leptón +tau, aplicando el método ‘fit’ a muestras de 4,73 fb-1. Este método usa la técnica TauID, para separar procesos con leptones tau (señal) de aquellos con jets que pueden ser confundidos con taus (falsos taus), mediante un ajuste ?2 a muestras de señal y fondo, que permiten obtener el números de eventos en muestras y poder calcular la sección eficaz. También se realiza un estudio de las incertidumbres sistemáticas para poder medir con más precisión la sección eficaz en el canal leptón + tau, obteniendo un resultado acorde con el Modelo Estándar y con las medidas previas en el mismo canal.
