Παρουσιάζονται τα πρώτα αποτελέσματα της αναζήτησης νέων βαρέων, ουδετέρων
μποζονίων στο πείραμα ATLAS, με τη χρήση της διάσπασής τους σε μιόνια (Z’
aμ+μ-). Τα αποτελέσματα αφορούν αφενός μεν τα πρώτα 42pb-1 των δεδομένων από
συγκρούσεις πρωτονίων-πρωτονίων που συνελέγησαν κατά τη διάρκεια του 2010 στον
επιταχυντή LHC του CERN και αφετέρου δεδομένα που συνελέγησαν μέσα στο 2011,
συνολικής φωτεινότητας 1,21 fb-1.
Αρχικά παρουσιάζεται μία θεωρητική εισαγωγή πάνω στα μοντέλα που προβλέπουν την
ύπαρξη των νέων μποζονίων. Στη συνέχεια περιγράφεται ο ανιχνευτής του
πειράματος και κατόπιν οι μέθοδοι ανακατασκευής μιονίων, η απόδοση του
συστήματος και οι μέθοδοι μελέτης που χρησιμοποιούνται στην εργασία.
Στο τελευταίο μέρος παρουσιάζεται η ανάλυση των πραγματικών δεδομένων.
Περιγράφεται η διαδικασία επιλογής των ζευγών μιονίων και τα κριτήρια ποιότητας
που εφαρμόζονται, τόσο στα πραγματικά δεδομένα, όσο και στα προσομοιωμένα
δείγματα του σήματος και των διαδικασιών υποβάθρου.
Βασικό υπόβαθρο είναι η διαδικασία Drell-Yan σε μιόνια, ενώ συνυπολογίστηκαν οι
διαδικασίες ttbar, W+jets (όπου ένα jet ενδέχεται να αναγνωριστεί εσφαλμένα ως
μιόνιο), η παραγωγή δι-μποζονίων (WW,WZ και ZZ) και τέλος οι QCD διαδικασίες
bbbar και ccbar σε μιόνια. Τα επιλεχθέντα γεγονότα χρησιμοποιήθηκαν για να
κατασκευαστούν οι κατανομές της αναλλοίωτης μάζας από τα ζεύγη μιονίων στα
πραγματικά δεδομένα και στις διαδικασίες υποβάθρου. Με αυτό τον τρόπο εκτιμάται
αν τα πραγματικά δεδομένα παρουσιάζουν παραγωγή γεγονότων πάνω από τα
αναμενόμενα από το Καθιερωμένο Πρότυπο.
Τα δεδομένα και των δύο ετών δεν έδειξαν παραγωγή γεγονότων επιπλέον των
αναμενομένων. Με χρήση των δεδομένων του 2010, το όριο στη μάζα του Ζ’
υπολογίστηκε στα 874GeV/c2. Τα δεδομένα του 2011 επέκτειναν αυτό το όριο στα
1,682 TeV/c2 .
(EL)
The first results on the search for a new heavy, neutral boson in the ATLAS
experiment, through its decay into a muon pair (Z’aμ+μ-), are presented. The
results include the first 42pb-1 of data from proton-proton collisions
collected during 2010 from the LHC at CERN and data collected in 2011, of a
total luminosity of 1,21 fb-1.
The thesis begins with a theoretical introduction on the models predicting the
existence of the new bosons. Then the ATLAS detector is described, followed by
the muon reconstruction and analysis methods used and the system performance.
The last part of the thesis presents the analysis performed on the real data.
The selection of the muon pairs is described, presenting the quality criteria
that were applied, to the real data and the simulated Z’ signals, as well as to
the background processes.
The irreducible background is the Drell-Yan process to muons. Other processes
that were studied include the ttbar, the W + jets (where a jet may be
misidentified as a muon), the di-boson production (WW, WZ and ZZ) and finally
the QCD processes bbbar and ccbar into muons. The distribution of the invariant
mass of the muon pairs was used to conclude whether there is an excess of
events in the data, in comparison with the expectations of the background.
The data of both years showed no excess of the data events above the
expectations. Using the data of 2010, the limit to the mass of Z 'was
calculated equal to 874GeV/c2. The data of 2011 extended this limit to 1,682
TeV/c2.
(EN)
Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
