- Associated production of W bosons and two jets from b quarksat the CMS experiment.
- Schizzi, Andrea
Subject
- LHC
- CMS
- CERN
- QCD
- FISICA SPERIMENTALE
- SCUOLA DI DOTTORATO DI RICERCA IN FISICA
- FIS/04 FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE
Description
- 2013/2014
- Il Modello Standard delle particelle elementari è senza dubbio una delle teorie che hanno riscosso il maggior quantitativo di successo nella storia della fisica. La recente scoperta del bosone di Higgs, ad opera degli esperimenti ATLAS e CMS operanti presso il Large Hadron Collider (LHC) di Ginevra, è solamente l’ultima di una lunga serie di predizioni teoriche confermate dall’esperimento. Il meccanismo di produzione di quark b in associazione a bosoni vettori W e Z si inquadra all’interno della fenomenologia del Modello Standard, ma la sua predizione teorica presenta alcune interessanti sfide collegate alla complessità dei calcoli perturbativi nel campo della Cromodinamica Quantistica e alla descrizione del quark b all’interno del protone. Molti sviluppi sono stati fatti di recente in questo contesto tramite lo sviluppo di diversi modelli per la produzione del quark b. Questi risultati presuppongono diverse approssimazioni allo scopo di rendere il calcolo fattibile. La misura della sezione d’urto di produzione per questi processi costituisce quindi un ingrediente importante alla comprensioni di simili processi. Nel presente lavoro, la sezione d’urto per la produzione inclusiva di un bosone vettore W in associazione con una coppia di quark b è stata misurata sfruttando l’insieme di collisioni protone-protone prodotte da LHC ad un energia nel centro di massa pari a 8 TeV. Si è osservato il bosone vettore W tramite il suo decadimento in un elettrone o in un muone ed in un neutrino, mentre ciascun getto adronico originato da un b quark è stati identificato tramite la presenza di un adrone B associato ad un vertice di decadimento secondario. L’analisi è stata effettuata su un campione di collisioni consistente di una luminosità pari a 19.6/fb. La misura della produzione di eventi W+bb è inoltre importante in quanto essa costituisce un fondo irriducibile ad altri processi fisici di grande interesse quali la produzione di W in associazione al bosone di Higgs nel suo canale di decadimento in coppie di quark b. Altri processi del Modello Standard che producono uno stato finale simile al processo studiato nella presente tesi sono costituiti dalla produzione di coppie di quark top , quark top singoli o dalla produzione di coppie di bosoni vettori. Infine, lo stato finale del processo W+bb può costituire un fondo irriducibile per processi di nuova fisica oltre il Modello Standard, quali ad esempio la produzione di particelle supersimmetriche.
- The Standard Model of elementary particles is without any doubt one of the most successful theories in the history of physics. The recent discovery of the Higgs boson, thanks to the analysis of the Large Hadron Collider data performed by the ATLAS and CMS experiments, is the last and most striking of a long series of predictions of this theory confirmed by experimental evidence. The production mechanism of bottom quark pairs in association with W or Z vector bosons in proton-proton collisions is comprised within the phenomenology of the Standard Model, but nevertheless its theoretical prediction presents some interesting challenges which are connected with the complexity of perturbative calculations in the context of QCD interactions and with the description of the b quark content of the proton. Many developments have been recently made in this regard with the implementation of several models for the production of b quarks. These results are based on different approximations in order to overcome the difficulties of this calculation. A precise experimental measurement of the production cross section for these processes therefore provides an important input to the refinement of perturbative QCD calculations. In this work, the inclusive production cross section for a W boson and a pair of jets from b quarks is measured using the sample of proton-proton collisions at a center of mass energy of 8 TeV collected by the CMS experiment at the LHC. The W boson is observed via its decay to a muon or electron and a neutrino, while each b-jet is identified by the presence of a B hadron with a displaced secondary vertex. The analysis is performed on a sample of proton-proton collisions corresponding to an integrated luminosity of 19.6/fb. The measurement of the production of W+bb events is also important because this process is an irreducible background to other interesting physics processes involving the production of a Standard Model Higgs boson decaying to a b-jet pair in association with a W. Other Standard Model processes produce final states with a similar experimental signature to the one studied in this thesis, such as the production of top quark pairs, single top quarks or dibosons. Eventually, the final state of W+bb events may mimic the decay of particles predicted by new physics theories beyond the Standard Model, most notably the decay of particles predicted by Supersymmetry.
- XXVII Ciclo
- 1986
Date
- 2015-03-30T08:05:48Z
- 2015-03-30T08:05:48Z
- 2015-03-20
Type
- Doctoral Thesis
Format
- application/pdf
Identifier
urn:nbn:it:units-13689